Статья: Исследование гетероэпитаксиальных структур CdHgTe методом спектроскопической эллипсометрии (2014)

Предложена технология имитационного 3D-моделирования разноспектральных изображений сцен, определяющих полетные эволюции летательных аппаратов (ЛА) на фоне разорванной облачности. Результаты моделирования яркостных изображений представлены для случая высокослоистых облачных полей в диапазоне 0,3—3,0 мкм.

Приведены результаты разработки светосильного двухдиапазонного инфракрасного объектива, построенного на основе четырех сферических компонентов. Объектив обладает качеством изображения, близким к дифракционному, и высоким пропусканием без просветления компонентов объектива. Одновременно в статье приведены результаты расчетных исследований по применению объектива с современными двухдиапазонными фотоприемными устройствами на основе КРТ и QWIP (SLS II type).

Изучены поляризационные спектры фотопроводимости слоистых кристаллов GeS. легированных атомами Sm и выращенных методом Бриджмена. В области края собственного поглощения в спектрах фотопроводимости наблюдаются два сильно поляризованных максимума, разрешенных в поляризации ||  E a либо ||   E b. При температурах выше 200 К в монокристалле Ge0,995Sm0,005S наблюдаются примесные пики. Гамма-излучение в дозах до 30 крад увеличивает фотопроводимость на 30 

Исследованы условия выращивания монокристаллов Cd1-xZnxTe (х ≤ 0,04) методом вертикальной направленной кристаллизации (ВНК) по Бриджмену с использованием затравки, ориентированной в направлениях [111] или [211]. Подобраны условия проведения процесса затравления. Оптические и структурные свойства выращенных кристаллов удовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалу подложек для жидкофазной эпитаксии гетероструктур Hg1-xCdxTe. Показана возможность выращивания слитков с объемной долей монокристалла до 99 %.

В работе приведены результаты исследований гетероструктур теллурида кадмияртути ориентации [310] после полирующего травления. Измерения электрофизических характеристик и визуальный контроль методом атомно-силовой микроскопии показали, что травление ГЭС КРТ в системе Н2О2-НВr-этиленгликоль с добавлением метанола улучшает структуру поверхности CdHgTe по сравнению с травлением в данной системе без метанола. При этом значения концентрации поверхностных электронов, рассчитанные по зависимости коэффициента Холла от величины магнитного поля, уменьшаются на порядок, шероховатость поверхности снижается не менее чем в три раза.

Выполнено моделирование плазменного резонанса в пленках CdS-PbS на гладком стекле по методикам Кухарского-Субашиева и Д. И. Биленко. На матированном стекле обнаружен тот же минимум в спектре оптического отражения при 6 мкм, что и на гладком стекле. Природа оптического резонанса, как и в «чистом» сульфиде кадмия, связывается с избыточным кадмием, образующим донорную примесь, хотя для ее выяснения требуются дополнительные исследования.

Исследованы темновые токи фотодиодов и основные фотоэлектрические параметры фотоэлектронных модулей коротковолнового ИК-диапазона (0,9—1,7 мкм) формата 320×256, выполненных с шагом 30 мкм на основе эпитаксиальных гетероструктур InGaAs на подложке InP и изготовленных по планарной и меза-технологии.

Исследованы вольтамперные характеристики (ВАХ) отдельных фотодиодов матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) планарного типа на основе гетероэпитаксиальной структуры р-InP/InGaAs/n-InP формата 320256 элементов с шагом 30 мкм и размером фоточувствительной площадки 2020 мкм2. При подаче смещения на отдельные ФЧЭ получены большие значения темновых токов и фототоков при слабых засветках, что свидетельствует о наличии связи с соседними элементами. Подача напряжения одновременно на соседние площадки (измерение в режиме “охранного кольца”) приводила к уменьшению темнового и фототока, и при напряжении обратного смещения от -2 до -6 В для различных образцов, величина темнового тока составляла менее 1 пА, а фоточувствительность 0,8 А/Вт. Дано качественное объяснение механизма взамосвязи между элементами наличием инверсионного слоя на гетероэпитаксиальной границе.

Анализируются возможности создания фоточувствительных структур с квантовыми точками Ge/Si для оптоэлектроники. Даются рекомендации по условиям роста, необходимым для получения максимальных обнаружительной способности фотоприемников и КПД солнечных элементов на квантовых точках. Показано, что для достижения оптимальных характеристик фотоприемников следует выращивать квантовые точки при достаточно высоких температурах, а для увеличения коэффициента преобразования солнечных элементов при относительно низких температурах роста.

Используя аналитическую модель лавинного гетерофотодиода (ЛГФД), изложены принципы выбора его оптимальной структуры. Модель базируется на аналитических выражениях для поля лавинного пробоя p─n-гетероструктуры и межзонного туннельного тока в ней, который определяет минимальный уровень шума в ЛГФД на основе прямозонных полупроводников. Для уменьшения туннельного тока в этом случае нужно использовать структуру с разделенными областями поглощения и умножения (РОПУ). Рассмотренный подход позволяет аналитически определить параметры структуры, при которых последнее реализуется. Кроме того, он дает возможность в аналитическом виде определить параметры и структуры типа low-high-low, которые одновременно обеспечивали бы как минимальный туннельный ток, так и минимальный лавинный шумфактор.

Представлены результаты экспериментальных исследований по резанию карбонатных горных пород лазерным излучением. Предлагается лазерный автоматизированный комплекс для оснащения карьерных комбайнов при технологической подготовке скальных пород к выемке.

В первом борновском приближении найдены сечения неполяризованного тормозного излучения электронов, ускоряемых однородным электрическим полем и проходящих через упорядочную многослойную структуру кулоновых центров. Проведенный численными методами анализ полученных сечений показал, что с увеличением числа слоев кулоновых центров, к которым внешнее поле нормально, пространственная структура тормозного излучения заметно изменяется по сравнению с излучением на одном слое. Такое изменение связано с быстрым ростом (с увеличением числа слоев) вклада в тормозное излучение рассеяния электронов на кулоновых центрах по сравнению с их движением в однородном поле.

Построена нелинейная теория плазменно-пучковых супергетеродинных лазеров на свободных электронах доплертронного и Н-убитронного типов с учетом неосевого влета релятивистского электронного пучка по отношению к продольному фокусирующему магнитному полю. Показано, что с увеличением угла влета электронного пучка коэффициент усиления электромагнитного сигнала увеличивается. Выяснено, что такое увеличение усиления сигнала определяется возрастанием инкремента нарастания плазменно-пучковой неустойчивости, что связано с уменьшением продольной энергии электронов.

Исследованы наночастицы, образовавшиеся в плазме емкостного высокочастотного разряда при распылении керамической мишени титаната бария-стронция в среде кислорода. В полученных спектрах комбинационного рассеяния наблюдаются как линии исходного сложного оксида, так и линии простых оксидов. Приведены временные зависимости концентрации пыли в потенциальной ловушке, проанализирована динамика изменений. Сделанные оценки скорости движения пылевых частиц в разрядной камере согласуются с экспериментальными результатами.

Методом малоуглового рентгеновского рассеяния исследована наноструктура кристаллов карбида кремния. Детальный анализ индикатрис рассеяния позволил установить наличие структурных неоднородностей в виде точечных дефектов, линейных и объемных фракталов. Характерной особенностью кристаллов является отсутствие фрактальных поверхностей раздела рассеивающих образований и агрегатов.

Ранее нами было показано, что увеличение выхода вторичных ионов из полупроводника при подсветке связано с раскачкой кристаллической решетки за счет энергии рекомбинирующих электронно-дырочных пар в узкозонной фазе. Применение подобных рассуждений к электронному газу в полупроводниках наводит на мысль о возможности туннельной фотоэмиссии электронов под действием плазменного резонанса в ближней и средней инфракрасной области спектра. Необходимый рельеф поверхности может быть обеспечен в гетерофазных радиационно-стойких пленках типа CdS-PbS.

В данной статье представлен анализ имеющихся в настоящее время экспериментальных работ по получению лазерной генерации в структурах CdxHg1-xTe (КРТ) с множественными квантовыми ямами (МКЯ), выращенных методом молекулярнолучевой эпитаксии (МЛЭ). Для рассмотренных структур было проведено моделирование электронного спектра носителей заряда в квантовой яме, рассчитаны энергии оптических переходов и дана интерпретация наблюдаемых в экспериментах пиков спонтанного и стимулированного излучения.