Академия наук республики узбекистан

Ishning aprobatsiyasi:
Ish natijalari “Fizika va jismoniy tarbiya” xalqaro ilmiy konferensiyasida, 2006-yil 7-9-sentyabrda Bishkekda, “Kristallarning oʻsishi” 1-milliy konferentsiyada, Urganch, 1997-yil, oktyabr, II-Respublika fizika konferensiyasida sinovdan oʻtkazildi. Muammolar Termiz – 2004, Yarimo‘tkazgichlarning fotoelektrik xossalariga bag‘ishlangan xalqaro konferensiya, Toshkent, 2004, S.A. tavalludining 90 yilligiga bag‘ishlangan xalqaro konferensiya. Azimova, Toshkent, 2004., Xalqaro konferensiya “Fizika yili 2005”, Toshkent, oktyabr.2005 yil., “Yarim oʻtkazgichlar fizikasining dolzarb muammolari” xalqaro konferensiyasi, Andijon, dekabr2005 yil. va boshqa xalqaro va respublika miqyosidagi, shuningdek, Oʻzbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi “Fizika-Quyosh” NPO fizika-texnika institutining yarimoʻtkazgichlar yoʻnalishi seminarlarida va Ural davlati fizika boʻlimi seminarlarida. Universitet.
Nashrlar.Tadqiqot natijalari bo‘yicha 13 ta ilmiy maqola, jumladan, xorijiy ilmiy jurnallarda 2 ta, respublika jurnallarida 2 ta maqola chop etildi.
Dissertatsiyaning tuzilishi va hajmi:Dissertatsiya asarning umumiy xususiyatlarini aks ettiruvchi kirish, to‘rt bob, asosiy xulosalarni o‘z ichiga olgan xulosa, keltirilgan adabiyotlar ro‘yxati, jumladan 113 nomdan iborat. Unda 129 ta mashinkada yozilgan sahifa, 27 ta rasm va 4 ta jadval mavjud.


1-BOB. ADABIYOTLARNI taqriz

1. 
   Qattiq eritmalarning epitaksial qatlamlarining o'sishi va xossalari
   

Ma'lumki, keyingi yillarda elementar yarim o'tkazgichlar asosidagi qattiq eritmalarga qiziqish katta. , va ulanishlar Va , chunki bunday tizimlarda yarimo'tkazgichli asboblarda zarur bo'lgan bunday xususiyatlarga ega materiallarni olish uchun katta imkoniyatlar mavjud [1-3].

bir hil qotishmalar va bu sinfga mansub materiallar 1960-yilda stexiometrik eritmalar - eritmalarni so'ndirish yo'li bilan olingan [4]. Keyinchalik, [5-7] mualliflari tizimda qattiq eritmalarni olishdi diffuz kristallanish usuli bilan konsentratsiyalarning butun diapazonida, shuningdek, hosil bo'lgan qattiq eritmalarning panjara konstantasining tarkibga bog'liqligi. Biroq, bunday materiallar haqiqiy o'rnini bosuvchi qattiq eritmalar emas, chunki bunday bir hil qotishmalar suyuq fazaning qisqa muddatli tuzilish elementlarini saqlab qoladi [6].
Turdagi qattiq eritmalarning kristall panjaralari tuzilishiga bag'ishlangan birinchi ishlardan biri , ishdir [7]. U tizimning qattiq yechimlarini o'rganadi , butun konsentratsiya oralig'ida diffuziyasiz kristallanish natijasida olinadi. Bu ishda o`rganilayotgan materiallar tarkibiga qarab panjara davrining o`zgarishi tabiati rentgen usulida o`rganildi. Olingan ma'lumotlarga asoslanib, qattiq eritmalar degan xulosaga keldi Va metastabil qattiq eritmalardir. Bundan tashqari, germaniy asosidagi barcha qattiq eritmalar Vegard qonunidan sezilarli og'ishlarga ega ekanligiga e'tibor qaratiladi. Mualliflarning fikriga ko'ra, bu og'ishning sababi eritmalardagi birikmalarning ajralishi, chunki ularning tarkibi ortib boradi.
Adabiyotda cheklangan qattiq eritmalar tayyorlash haqida ham ma'lumotlar mavjud [8], shuningdek, doimiy qattiq eritmalar , oraliqdagi gaz fazasidan [10,11]. Biroq, ularning strukturaviy, fizik-kimyoviy va fizik xususiyatlarini o'rganish deyarli amalga oshirilmagan. Qattiq eritmalarni o'rganish uchun yanada istiqbolli epitaksial usul bo'lib chiqdi. [9] da pirolitik sintez usullari birinchi marta almashtiriladigan qattiq eritmalarning epitaksial tuzilmalarini olish uchun ishlatilgan. substratlar bo'lgan komponentlar kontsentratsiyasining butun diapazonida Va .
[9] da qabul qilingan qattiq eritmalarni hosil qilish uchun asosiy ishchi shartlar quyidagilar edi: olmos va sfalerit tuzilmalarining kimyoviy o'xshashligi; kovalent bog'lanishning mustahkamligi Va , mos keladigan aloqalar bilan energiya bilan solishtirish mumkin Va ; er-xotinlarning mavjudligi ularning tarkibiy elementlari atomlarining yaqin tetraedral aloqalari bilan . Bundan tashqari, suyuq fazali usul epitaksiyani kristallanadigan moddalarning erish nuqtasiga qaraganda ancha past haroratlarda o'tkazishga imkon beradi, bunda o'sib borayotgan kristallarning hajmida ham, yuzasida ham migratsiya jarayonlarini inhibe qilishga ishonish mumkin. bunday qattiq eritmalarning metastabil holatda ishlab chiqarilishi va mavjudligi uchun zaruriy shartdir.
[9] da taʼkidlanganidek, metastabil fazalar hosil boʻlishining asosiy sharti kristallanish jabhasida qattiq eritmaning har bir komponenti uchun yetarli darajada yuqori toʻyinganliklarni hosil qilish boʻlib, birinchidan, uning suvda paydo boʻlishining termodinamik imkoniyatini taʼminlaydi. tizim, ikkinchidan, kristalning sirt qatlamining tegishli tugunlarida atomlarning almashtiriladigan elementlarni mahkamlashning teng amaliy ehtimoli. Shuningdek, ushbu ishda kristallanish jarayoni qaytar kimyoviy reaksiya ishtirokida davom etsa, bu talablarni va ayniqsa ularning ikkinchisini bajarish qiyinligi qayd etilgan.
[9] da olingan epitaksial qatlamlar tarkibida bir hil edi. Ularning bir xilligi qisman bosimlar nisbati bilan boshqarilishi mumkin edi Va vodorodda qatlamlar kompozitsiyalarning butun diapazonida oyna yuzasiga ega edi. Qatlamlarning qalinligi bo'yicha komponentlarning taqsimlanishi berilgan. Geterostrukturalarda panjara konstantalarining bog'liqligi aniqlanadi Vegarad qonunidan chetlanishni ko'rsatgan kompozitsiyadan. Materialning optik o'tkazuvchanligini, qattiq eritmaning tarmoqli bo'shlig'iga bog'liqligini o'lchash orqali kompozitsiyadan. dan boshlab ham ko'rsatilgan qattiq eritma zonasining tuzilishi bevositadan bilvositaga o'zgaradi. Qattiq eritma kristallarining qisqa va uzoq masofali tartibi o'rganiladi.
Tizimlarning o'ziga xos xususiyati har xil turdagi kristall tuzilishga ega komponentlar (olmos - sfalerit) o'rtasida uzluksiz qattiq eritmalar seriyasining mavjudligi bilan bog'liq. Olingan natijalarni sharhlash uchun qattiq eritmalarda sfalerit va olmos struktura turlarining mavjudligi uchun kontsentratsiya diapazonlarini aniqlash juda muhimdir. Sfalerit-olmos strukturaviy fazaga o'tish hodisasini kristallning uzoq masofali tartibidagi o'zgarish sifatida ifodalash mumkin, bunda A va B tipidagi atomlarning ikkinchi va keyingi koordinatsiya sohalarida paydo bo'lishi bir xil ehtimolga aylanadi. qattiq eritma panjarasidagi istalgan atom . Bunday holda, kristallning kimyoviy tarkibidagi har ikkala pastki panjaradagi farqlar va tekisliklarning tegishli polaritesi yo'qolishi kerak. , sfalerit tuzilishga ega bo'lgan ikkilik birikmalar va qattiq eritmalarga xosdir. Natijada, kristallar IV guruh elementlarining qattiq eritmalarining kristallari kabi inversiya simmetriyasiga ega bo'ladi .
Kichkina asosida ulanishlarning paydo bo'lish ehtimoli Va panjara ichida , [9] mualliflari cheksiz uch o'lchovli klasterning mavjudligi hududini aniqlash uchun tizimli bosqichga o'tish muammosini kamaytiradi. , bu kristalning turli pastki panjaralari bo'yicha A va B atomlarini imtiyozli ajratishni ta'minlaydi. Shu bilan birga, [9] da qattiq eritmalardagi strukturaviy faza o‘tish holatini aniqlash orqali ham qayd etilgan. , shuni yodda tutish kerakki, bunday o'tish qandaydir o'ziga xos tarzda aniqlangan tanqidiy tarkib bilan bog'liq emas, chunki ikkinchisi atomlarni o'zaro almashtirish usuliga bog'liq. Va kristall panjarada. Chunki bir hil qattiq eritmalarda kristallanish va keyingi issiqlik bilan ishlov berish sharoitlariga qarab bir xil tarkibga ega bo'lgan holda, atomlarning imtiyozli muvofiqlashtirish tendentsiyasi turli darajada namoyon bo'lishi mumkin Va kvazimolekulyar almashtirishga mos keladigan qattiq eritma hosil bo'lgunga qadar , bu juftlarning majburiy mavjudligini nazarda tutadi Va yoki har qanday qiymatlar uchun kristall panjaradagi murakkabroq assotsiatsiyalar .
Shu tarzda tushunilgan holda, qattiq eritmaning tartibini atom almashinuvi shartlariga nisbatan haddan tashqari ko'p bo'lgan juft kontaktlarning kontsentratsiyasi bilan tavsiflash mumkin. Va kristall panjarada. Qattiq eritmalarni tartiblash darajasi asosan texnologik parametrlar (o'sish harorati, issiqlik bilan ishlov berish harorati, issiqlik bilan ishlov berish muddati) bilan belgilanadi.
Qattiq eritmalarning ayrim elektrofizik, lyuminestsent xossalari tarkibiga qarab [1] da oʻrganilgan. Yarim izolyatsiyalovchi GaAs (100) substratlarida epitaksial qattiq eritma qatlamlari olingan. Qatlamning qalinligi 1-5 mkm. Germaniy tarkibining ortishi bilan eritmalar o'tkazuvchanlikning elektron turidan teshik turiga o'tishi ko'rsatilgan. Bundan tashqari, o'tish hududiga yaqin bo'lgan kompozitsiyalar bilan qattiq eritmalar tashuvchilarning kontsentratsiyasining pasayishi va ularning harakatchanligi oshishi bilan tavsiflanadi. Qattiq eritmalarni olish shartlarini o'zgartirish shuni ko'rsatdiki, kompozitsiyaning qiymatlari o'tkazuvchanlik turining konversiyasiga mos keladi. asosan o'sish harorati bilan belgilanadi.
Harorat o'zgarishining oshishi germaniyning past konsentratsiyasiga qarab. Masalan, o'tkazuvchanlik tipidagi konversiyaning ta'siri haroratda olingan qattiq eritmalarda sodir bo'ladi ichida va ichida da .
Ma'lumki, aralashmalarning dopingi IV guruh elementlari o'rtasidagi stexiometrik nisbatning buzilishi xususiyatiga qarab ham n-tipli, ham p-tipli o'tkazuvchanlik materialini ishlab chiqarishga olib keladi. , bu elementlardan birining atomlarining kristall panjarasida atomlar bilan ustun almashinuvi natijasida . dan o'tishda qisqa masofali tartib strukturasining o'zgarmasligi uchun [9] qattiq eritmalar tarkibining barcha diapazonida ekanligini ko'rib chiqishga imkon beradi ularning o'tkazuvchanlik turi galliy va mishyakdagi stexiometriyadan og'ish tabiati bilan belgilanadi. Ko'rib chiqilayotgan qattiq eritmalar ortiqcha sharoitlarda olingan yuqorida gaz fazasida. Xuddi shunday sharoitlarda epitaksial qatlamlarning germaniy dopingi konsentratsiyasi n = bo'lgan elektron o'tkazuvchanlikka olib keladi . Shuning uchun, n-tipli qattiq eritmalarning o'tkazuvchanligini taxmin qilish mumkin asosida shuningdek, bir oz ko'proq sabab bo'ladi kristallning galliy pastki panjarasida.
Qattiq eritmalarning fotoluminesans spektrlarini tekshirish ko'rsatdi [12], Ge mazmuni ortishi bilan, yarim kenglikdagi keng emissiya diapazoni , ba'zida kamroq intensiv bantlar paydo bo'ladi, yarim kenglikdagi bitta bandga aylanadi . Asosiy emissiya diapazoni maksimalining va uning yuqori energiyali parchalanishi paytida paydo bo'ladigan chiziqlarning qattiq eritmalar tarkibiga bog'liqligidan ko'rish mumkin [12] emissiya energiyasi maksimal faqat optik o'lchovlar natijasida aniqlangan tarmoqli bo'shlig'iga to'g'ri keladi. 50% ga yaqin kompozitsiyalar uchun.
[13] da qattiq eritmaning eng oddiy modeli taklif qilingan, bunda atomlarning joylashishidagi yagona cheklov bu turdagi eng yaqin qo'shnilarning juftlarining yo'qligi. . Ushbu modelda fazaviy o'tishning tavsifi perkolatsiya nazariyasidagi tugunlar muammosiga qisqartiriladi. Turli xil imkoniyatlarni tahlil qilish asosida qattiq eritma atomlarining "x" ga qarab joylashishi modeli taklif etiladi. Virtual potentsial yaqinlashuvida tarmoqli bo'shlig'ining "x" ga bog'liqligi taxmin qilinadi. Qattiq eritmaning tarmoqli bo'shlig'i kompozitsiyagacha bo'lganligi ko'rsatilgan 0,8 eV darajasida doimiy bo'lib qoladi, shundan keyin o'sish kuzatiladi.
[14] da qattiq eritmaning tarmoqli tuzilishi tartibsizlik va LCAO eritmasining parametrlari va sof moddalar parametrlari o'rtasidagi farqni hisobga olgan holda variatsion LCAO usuli bilan. Hisoblash uchta yaqinlashishda amalga oshirildi. Qattiq eritmalar suyuq fazali epitaksiya bilan birinchi marta [15] da olingan. Suyuq faza sifatida qo'rg'oshin eritmasi ishlatilgan. O'sish harorat oralig'ida amalga oshirildi , va germaniy va galliy arsenid plitalari substrat sifatida ishlatilgan. Qatlamlar o'tkazuvchanlikning teshik turiga ega edi va ularning qalinligi diapazonda o'zgarib turardi o'sish davomiyligiga bog'liq. CAMECA mikroanalizatori yordamida komponentlarning qalinligi taqsimotini o'rganish shuni ko'rsatdiki, GaAs tarkibi o'sish o'qi bo'ylab ortib, sirtda 90% ga etadi va substratlar almashtirilganda tarqalish tabiati o'zgaradi. ustida .
Interfeysning strukturaviy mukammalliklari xarakterli rentgen nurlarida olingan tuzilmalarning bo'linishlarining rastr naqshlarini tahlil qilish orqali o'rganiladi. .
Qattiq eritmalar eritmaning vismut eritmasidan [16] olingan. [17] da, qattiq eritmadagi teshiklarning Hall harakatchanligining haroratga bog'liqligi turli kompozitsiyalar bilan. X ning ortishi bilan teshik harakatchanligi oshishi ko'rsatilgan.
Suyuq fazali epitaksiya usuli ko'rib chiqilayotgan turdagi boshqa qattiq eritmalarni olish uchun ham istiqbolli bo'ldi. Shunday qilib, qattiq eritmalarning epitaksial qatlamlari [18] da o'stirildi. qalay eritmasidan - haroratda eritiladi . Olingan qatlamlar o'tkazuvchanlikning elektron turiga ega edi va qalinligi diapazonda o'zgarib turardi . Komponentlarning taqsimlanishi o'rganildi qatlamlarning qalinligi bo'ylab, bu kremniy tarkibining o'sish yo'nalishi bo'ylab kamayib borishini ko'rsatdi.
[19] da uzluksiz qattiq eritmalar olingan Va suyuq fazali epitaksiya bilan va ularning ba'zi xossalari o'rganildi. Qattiq eritmalar eritmaning qalay eritmasidan mos ravishda 700- harorat oralig'ida o'stirildi.8500Cva 750-9000 S. GaP, GaAs va Si ning qalaydagi eruvchanligi dastlabki oʻrganilgan. Bunday holda, n - va p - turdagi o'tkazuvchanlikning Si yuvish vositasi substrat sifatida xizmat qildi.