ВИСНОВКИ

 

 

Вивчені особливості структуроутворення полікристалічних шарів CdTe та Cd1-xMnxTe, нанесених у КЗО на неорієнтуючі підкладки. Встановлено, що високотемпературні конденсати приTs>(473-523) К мають однофазну кубічну структуру. У низькотемпературних конденсатах CdTe та Cd1-xMnxTe спостерігається присутність слідів (на рівні декількох відсотків) метастабільної гексагональної фази. При цьому вміст у плівках марганцю приводить до стабілізації цієї фази при вищих температурах підкладки порівняно з плівками чистого CdTe. Метастабільна гексагональна фаза в основному зосереджена в мелкодисперсній області плівок, що формується поблизу неорієнтуючої підкладки.

Розрахунки за методом зворотних полюсних фігур дозволили виявити в плівках CdTe з кубічною структурою аксіальну текстуру росту [111], досконалість якої покращувалася при збільшенні товщини конденсатів і залежала від режимів їх отримання. Виявлений ефект зниження досконалості текстури плівок в області зміни механізму їх росту від пошарового до стовпчастого та в області умов росту близьких до термодинамічно равноважних. Якість текстури плівок Cd1-xMnxTe була суттєво нижча ніж у плівках CdTe.

3. Прецензійне визначення періоду ґратки плівок CdTe дозволило виявити залежність цього параметру від температури підкладки, яка має вигляд плавної кривої з максимумом a=0,64847 нм при Тs=650 K. Стала нратки плівок Cd1-xMnxTe виявилася більшою ніж у чистого CdTe і складала а=0,64840-0,64893 нм, що може бути пояснене вбудовуванням атомів марганцю у міжвузля матеріалу та відхиленням його складу від стехіометричного.

4. Методами ЕDAX та PIXI визначено склад плівок Cd1-xMnxTe нанесених при різних режимах. У шарах отриманих випаровуванням шихти твердого розчину, марганець цими методами виявляється на межі точності, що свідчить про вміст цієї домішки на рівні 3-4%. При нанесенні плівок шляхом співвипаровуванням шихти CdTe та Mn вдалося отримати шари з великим вмістом домішки (атомна концентрація Mn склала 0,23) та однорідним її розподілом по поверхні зразку.

5. В області крайової люмінесценції досліджені спектри низькотемпературної люмінесценції плівок CdTe та Cd1-xMnxTe з малим вмістом марганцю та проведена інтерпретація піків на спектрах. Показано, що отримані шари є хімічно чистими. В конденсатах виявляються тільки традиційні залишкові домішки – Li, Ag, Cu,. Присутність ліній вільних та зв’язаних екситонів свідчить про високу структурну досконалість об’єму зерен кристалітів досліджених плівок.

6. З використанням традиційного квазіхімічного підходу у наближеннях повної рівноваги дефектів та їх гартування проведено розрахунок концентрації нейтральних та заряджених точкових дефектів у CdTe в залежності від умов післяростової обробки (, ) матеріалу для найбільш обґрунтованих у наш час моделей дефектоутворення та наборів констант квазіхімічних рівнянь:

- у результаті розрахунків вибрані моделі дефектоутворення та відповідні набори квазіхімічних констант, які найбільш точно описують експериментальні дані з вимірювання електрофізичних властивостей монокристалів.

- проведено моделювання процесів дефектоутворення у плівках CdTe, при цьому використані моделі, набори констант квазіхімічних рівнянь та алгоритми розрахунку апробовані на монокристалах:

- результати моделювання у типовому для конденсації плівок методом КЗО діапазоні температур випарника (873-1173 К), дозволили встановити, що при збільшенні  відбувається їх насичення металом, при цьому у ролі домінуючого дефекту донорного типу у зразках у залежності від вибору моделі виступає міжвузловий атом кадмію (перша модель) або двох чи одно заряджена вакансія телуру  (друга модель),  (третя модель). У результаті матеріал при Te>(950-1000) К має n- тип провідності. При нижчих температурах випарника можуть бути отримані плівки як з електронною так і дірковою провідністю. Концентрація нейтральних дефектів у тонких шарах CdTe виявилася суттєво нижчою концентрації заряджених;

7. З метою подолання основних недоліків, які притаманні розрахунку ансамблю ТД у рамках традиційного квазіхімічного формалізму,  моделювання процесу дефектоутворення у монокристалах та плівках CdTe, проведено з використанням розрахунків «ab initio»:

- проведено перевірку адекватності розробленого алгоритму шляхом моделювання дефектоутворення у монокристалах CdTe та встановлена наявність кореляції отриманих результатів з експериментальними даними;

- з використанням розрахунків «ab initio» вперше проведено дослідження процесів дефектоутворення у плівках для випадків повної рівноваги та гартування залежно від фізико-технологічних умов їх нанесення. Встановлена суттєва залежність отриманих результатів від вибору параметрів дефектоутворення у матеріалі.