Surface ZnSe:Ca layers with hole conductivity

В. Махній; M. Березовський; O. Кінзерська; B. Мельник

doi:10.15222/TKEA2019.3-4.31

В. Махній Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна https://orcid.org/0000-0002-7073-6860
M. Березовський Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна
O. Кінзерська Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна
B. Мельник Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна

DOI: https://doi.org/10.15222/TKEA2019.3-4.31

Ключові слова: селенід цинку, діркова провідність, енергія іонізації, концентрація, люмінесценція

Анотація

Досліджено вплив обробки підкладинок n-ZnSe в киплячій водній суспензії солі Ca(NO₃)₂ на їхні електричні та люмінесцентні властивості. Базові підкладинки вирізались з об’ємних бездомішкових кристалів селеніду цинку, вирощених методом Бріджмена із розплаву стехіометричного складу. Встановлено, що обробка призводить до появи діркової провідності поверхневих шарів підкладинок, величина якої за 300 К складає σ_p ≈ 4 Ом^–1·см^–1. Значення енергії іонізації електрично активних акцепторних центрів, знайдені з температурної залежності опору R_р легованого кальцієм шару селеніду цинку, дорівнюють E_a1 ≈ 0,11 еВ та E_a2 ≈ 0,2 еВ. Значення їхніх концентрацій, розраховані з врахуванням характерних точок зламу на графіку залежності R_р(T), складають для відповідних центрів N_a1 ≈ 1,6·10¹⁸ см^–3 та N_a2 ≈ 3·10¹⁷ см^–3. Оціночна концентрація вільних дірок в отриманих шарах за 300 К дорівнює р₀ ≈ 8·10¹⁷ см^–3. Встановлено, що легування подкладинок кальцієм викликає практично повне «гасіння» низькоенергетичної помаранчевої смуги випромінювання з максимумом поблизу hω_max ≈ 1,95 еВ і значне збільшення ефективності крайової блакитної смуги люмінесценції.

Посилання

Georgobiani A. N., Kotlyarevsky M. B. Problems of creating injection LEDs based on wide-band AIIBVI semiconductor compounds. Izvetiya Academii Nauk SSSR, Ser. Fizika, 1985, vol. 49, no. 10, pp. 1916–1922. (Rus)

Fizika soyedineniy AIIBVI [Physics of AIIBVI compounds]. Ed. by A. N. Georgobiani, M. K. Sheykman. Moscow, Mir, 1986, 390 p. (Rus)

Georgobiani A. N., Kotlyarevsky M. B., Mikhalenko V. N. [Properly defective luminescence centers in ZnS p-types]. Trudy FIAN, Moscow, Nauka, 1983, no. 138, pp. 70–135. (Rus)

Park R. M., Troffer M. B., Roulean C. M. et al. P-type ZnSe by nitrogen atom beam doping during molecular beam epitaxial growth. Appl. Phys. Lett., 1990, vol. 57, no. 20, pp. 2127–2129.

Ohkawa K., Karasawa T., Mitsuyu T. Characteristics of p-type layers grown by MBE with radical doping. Jap. J. Appl. Phys., 1991, vol. 30, no. 2A, pp. L152–L155.

Haase M. A., Qiu J., DePuydt J. M., Cheng H. Bluegreen laser diodes. Appl. Phys. Lett., 1991, vol. 59, no. 1, pp. 1272–1274.

Fistul V. I. Impurities in Semiconductors: Solubility, Migration and Interactions. CRC Press, 2004, 448 p.

Zhang J., Tse K., Wong M. et al. A brief review of co-doping. Front. Phys., 2016, vol. 11, no. 6, pp. 117405-1–117405-21.

Ran F.-Y., Xiao Z., Toda Y. et al. N-type conversion of SnS by isovalent ion substitution: Geometrical doping as a new doping route. Sci. Rep., 2015, 5:10428, pp. 1–8.

Kratkiy katalog khimii [Brief directory of chemistry]. Ed. by O. D. Kurilenko. Kyiv, Naukova Dumka, 1974, 991 p. (Rus)

Makhniy V. P. Fizyka ta khimiya tochkovykh defektiv u napivprovidnykakh [Physics and chemistry of point defects in semiconductors]. Chernivtsi, Chernivtsi National University, 2014, 216 p. (Ukr)

Dmitriev Yu. N., Ryzhikov V. D., Galchinetsky L. P. Termodinamika izovalentnogo legirovaniya kristallov poluprovodnikovykh soyedineniy tipa А2В6 [Thermodynamics of isovalent doping of А2В6 semiconductor compounds]. Kharkiv, State Scientific Institution “Institute for Single Crystals”, 1990, pp. 50 p. (Rus)

Slyotov M. M., Kosolovsky V. V., Slyotov A. M., Ulyanitsky K. S. [Sensors with isovalent impurities]. Sensor Electronics and Microsystem Technologies, 2011, vol. 8, no. 2, pp. 76–80. (Rus)

Slyotov M. M., Herman I. I., Slyotov O. M., Kosolovsky V. V. [Properties of ZnSe and CdTe doped with isovalent impurity Ca]. Sensor Electronics and Microsystem Technologies, 2012, vol. 9, no. 3, pp. 92–96. (Ukr)

Makhniy V. P. Fizyka kontaktnykh yavyshch u napivprovidnykakh [Physics of contact phenomena in semiconductors]. Chernivtsi, Chernivtsi National University, 2015, 262 p. (Ukr)

Oreshkin P. T. Fizika poluprovodnikov i dielektrikov [Physics of semiconductors and dielectrics]. Moscow, Vysshaya Shkola, 1977, 448 p. (Rus)

Tkachenko I. V. [Mechanisms of defect formation and luminescence in immobilized and doped tellurium zinc selenide crystals]. Dis. ... kand. phys.-math. sciences. Chernivtsi, Yuri Fedkovych Chernivtsy National University, 2005, 132 p.

Поверхневі шари ZnSe:Ca з дірковою провідністю

Анотація

Посилання