Экспериментально изучены отрицательная фотопроводимость и инфракрасное гашение собственной фотопроводимости в чистых и легированных редкоземельными элементами монокристаллах моноселенида галлия (p-GaSe). Показано, что оба явления в этом полупроводнике обусловлены наличием в его запрещенной зоне двух типов рекомбинационных центров — быстрых и медленных, а их запоминающий характер связан с пространственной неоднородностью материала. Предполагается возможность создания на основе чистых и легированных кристаллов p-GaSe различного типа инфракрасных фоторезисторов.
Представлены результаты разработки и валидации нового класса материалов – конформных тепловых метаматериалов (КТМ), обладающих уникальной триадой свойств: выраженной анизотропией теплопроводности (xy/z 20–30, где xy = 60– 80 Вт/(мК), z = 2–4 Вт/(мК)), обеспечивающей «тепловой разворот»; конформностью – способностью точно воспроизводить рельеф поверхностей и изгибаться до 180 для «геометрического» управления потоками; автоэффектом улучшения теплового контакта за счет микроэкструзии внутренней теплопроводящей пасты. КТМ занимают промежуточное положение между жесткими анизотропными пластинами и тепловыми трубами, сочетая их преимущества при меньшей стоимости. Валидационные эксперименты на светодиодных лентах, точечных LED-источниках и мощных резисторах показали снижение температуры кристалла на 28–45 C, что эквивалентно увеличению срока службы в 2–3 раза. Доказана возможность замены традиционных Ш-образных радиаторов на покрытия КТМ и связанного с этим радикального улучшения массогабаритных характеристик электронных устройств.
Проведен анализ данных контроля легированных теллуром монокристаллов GaAs, выращенных методом Чохральского. Оценка соответствия распределения параметров материала и процесса выращивания монокристаллов GaAs нормальному распределению Гаусса проведена в соответствии с критериями асимметрии и Смирнова. Характеристика степени зависимости в системе «параметры материала-параметры процесса» оценивалась на основе градации величин парного коэффициента корреляции (|rxy| 0,013–0,420). Между фактическими и прогнозируемыми результатами наблюдалось существенное расхождение, коэффициент корреляции R варьировался в диапазоне 0,23–0,47. Показано, что для получения высокой подвижности свободных носителей заряда при низкой плотности структурных дефектов (Nd < 1,8104 см-2) необходимо обеспечить конвективное перемешивание расплава при плоском фронте кристаллизации.
Исследованы спектры фотолюминесценции слоистых монокристаллов Ge1-хNdхS (х = 0,005; 0,01) в широком температурном интервале (80300 К). Изучены влияние атомов Nd в разных концентрациях на спектр фотолюминесценции монокристалла GeS. Проанализированы результаты изменений интенсивности f–f-излучений после гамма-облучения дозами 30 и 100 крад. Найден оптимальный состав и режим облучения для увеличения интенсивности линий Nd в спектре фотолюминесценции монокристалла GeS.
Экспериментально исследовано влияние легирование редкоземельным элементом диспрозием Dy на фотопроводимость монокристаллов селенида галлия p-GaSe. Установлено, что при определенных содержаниях введенной примеси (N = 10-2÷10-1 ат. %) наблюдаются наиболее стабильные фотоэлектрические параметры и характеристики этого полупроводника. Полученные результаты объясняются на основе двухбарьерной энергетической модели пространственно-неоднородного полупроводника и показано, что монокристаллы p-GaSe<Dy> могут быть пригодными материалами для создания широкополосных фотоприемников света в ульрафиолетовом и видимом диапазонах оптического спектра.
Экспериментально исследованы физические процессы в сверхтонкой газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом. Показано, что основным механизмом формирования изображения в полупроводниковой ионизационной камере является автоэлектронная эмиссия. Обнаруженный новый положительный эффект в виде нормального изменения фототока и аномального изменения темнового тока обеспечивает разрешающую способность фотографического процесса в сверхтонкой газоразрядной ячейке (d = 20 мкм) полупроводниковой ионизационной камеры.
При помощи инфракрасного фурье-спектрометра измерялись спектры фотоотражения нелегированного InSb, выращенного методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложке n+-InSb. По периоду наблюдаемых при низких температурах осцилляций Франца–Келдыша определялась напряжённость приповерхностного электрического поля. Поскольку значение пиннинга уровня Ферми стабилизировалось обработкой образцов в водном растворе Na2S, величина поля зависела, в основном, от концентрации свободных носителей заряда. Обнаружено влияние температуры предварительного отжига подложки на концентрацию электронов в эпитаксиальном слое.
Исследована долговременная стабильность МФПУ на основе антимонида индия формата 640512 элементов с шагом 15 мкм с охладителем типа интегральный Стирлинг и блоком сопряжения. Получены зависимости показателя корректируемости от времени работы МФПУ после проведения двухточечной коррекции неоднородности. Рассмотрены МФПУ с двумя схемами ячейки БИС считывания, отличающиеся емкостями накопления и коэффициентами передачи в ячейке. Время долговременной стабильности МФПУ на основе InSb составляет несколько часов, что обеспечивают длительную работу устройства в тепловизионных системах без дополнительной калибровки.
Авторами исследовалась возможность подавления раннего краевого пробоя в планарных лавинных фотодиодах на основе гетероэпитаксиальных структур InP/InGaAs. Для этого использовалась диффузия цинка в запаянной ампуле при температурах 500 °С, 450 °С. Определены распределение носителей заряда в диффузионном слое и глубина диффузии как в монокристаллическом InP, так и в лавинной структуре на основе InP/InGaAs в зависимости от режима проведения диффузии. Распределение носителей заряда в диффузионном слое в монокристаллическом InP определялось методом электрохимического профилирования с последующим измерением CV-характеристик барьера электролит-полупроводник, а глубина p–nперехода в лавинной структуре путем пересчета CV-характеристик p–n-переходов. В результате использования двухстадийной диффузии цинка была получена конфигурация p–nперехода с заглубленной на 1,5 мкм центральной областью и мелкой периферией (охранным кольцом) на глубине 0,65 мкм. При этом напряжение пробоя фотодиода с охранным кольцом превышает на 3В напряжение пробоя фотодиода без охранного кольца, а уровень темновых токов у всех фотодиодов вплоть до пробоя не превышает 10 нА.
В работе проведено исследование специфики формирования и эволюции электрически активных радиационных дефектов при имплантации ионов бора в эпитаксиальные пленки Hg1-xCdxTe с различным составом в области внедрения имплантанта. Эпитаксиальные пленки, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии, облучались ионами бора с энергией 100 кэВ в диапазоне флюенса 1012—1015 см-2. Измерение электрофизических параметров образцов до и после облучения производилось методом ЭДС Холла в конфигурации Ван-дер-Пау. Распределение объемной концентрации электронов по глубине облученного материала определялось методом дифференциальных холловских измерений. Полученные экспериментальные данные однозначно показывают, что результаты ионной имплантации определяются зависимостью динамики накопления электрически активных радиационных дефектов и электрофизических свойств материала от состава КРТ.
Экспериментально исследованы параметры пассивирующих слоев Al2O3 и двухслойного диэлектрика CdTe/Al2O3 путем измерения адмиттанса МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,29—0,39) с приповерхностными варизонными слоями с повышенным содержанием CdTe. Показано, что структура с двухслойным диэлектриком CdTe/Al2O3 имеет по сравнению со структурой с одним слоем Al2O3 существенно меньшие значения плотности медленных состояний на границе раздела (в 50—100 раз) и плотности быстрых поверхностных состояний (в 50—100 раз). Можно сделать вывод, что двухслойный диэлектрик CdTe/Al2O3 образует качественную границу раздела с n-Hg1-xCdxTe (x = 0,39).
Экспериментально исследовано влияние наличия приповерхностных варизонных слоев с повышенным содержанием CdTe на адмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,22—0,23) с Al2O3 в качестве диэлектрического покрытия. Показано, что для структур с варизонным слоем характерна бóльшая глубина и ширина провала емкости на низкочастотной вольт-фарадной характеристике, а также бóльшие значения дифференциального сопротивления области пространственного заряда, чем для структур без варизонного слоя. Установлено, что основные особенности гистерезиса емкостных зависимостей, характерные для варизонных структур с SiO2/Si3N4, наблюдаются и для МДП-структур с Al2O3. Причины увеличения гистерезиса ВФХ при создании варизонного слоя в структурах с SiO2/Si3N4 или с Al2O3 остаются дискуссионными, хотя можно предположить, что определенную роль в формировании гистерезиса играет кислород.