Анотація до роботи:

Булатецька Л.В. Електричні і оптичні властивості монокристалів CdS, AgCd₂GaS₄ та A₂^IHgC^ІVD₄^VI (А^I – Cu, Ag; С^IV – Ge, Sn; D^VІ – S, Se) з дефектами структури – рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 – фізика напівпровідників і діелектриків. Волинський національний університет імені Лесі Українки, Луцьк, 2008.

Дисертація присвячена дослідженню впливу дефектів технологічного походження на електричні та оптичні властивості монокристалічних сполук AgCd₂GaS₄ та A₂^IHgC^ІVD₄^VI (А^I – Cu, Ag; С^IV – Ge, Sn; D^VІ – S, Se), а також дослідженню впливу структурних пошкоджень радіаційного характеру на параметри спеціально нелегованих і легованих Cu монокристалів сульфіду кадмію.

Монокристалічні сполуки AgCd₂GaS₄ та A₂^IHgC^ІVD₄^VI (А^I – Cu, Ag; С^IV – Ge, Sn; D^VІ – S, Se) внаслідок дефектності кристалічної ґратки проявляють властивості характерні для невпорядкованих напівпровідників. В роботі запропоновано фізичну модель електронних станів у тетрарних халькогенідних напівпровідниках A₂^IB^IIC^ІVD₄^VI.

1. Було встановлено, що за домішкову фотопровідність з l_m=0,6 мкм і парамагнітні центри в електронно-опромінених CdS:Cu відповідальні донорно-акцепторні пари, роль акцептора в яких відіграють атоми міді у вузлах катіонної підґратки (Cu_Cd), роль донора – мілкі домішки.

2. Показано, що дефекти в нейтронно-опромінених зразках відпалюються в дві стадії. На першій стадії (~100–150 ^OС) відбувається відпал точкових дефектів, на другій (~250–420 ^OС) – відпалюються в основному кластери дефектів, за рахунок чого відбувається збагачення ґратки вакансіями кадмію і сірки.

3. Кластери дефектів, утворені нейтронною радіацією, є ефективними стоками для атомів міді, тобто проявляють гетерні властивості.

4. Монокристали халькогенідних сполук AgCd₂GaS₄, внаслідок складності структури й дефектності кристалічної ґратки проявляють властивості, характерні для невпорядкованих систем, що підтверджується результатами по дослідженню спектрального розподілу фотопровідності, краю поглинання та температурної залежності електропровідності.

5. З досліджень температурної залежності електропровідності, спектрального розподілу фотопровідності та коефіцієнта поглинання монокристалів AgCd₂GaS₄ оцінена ширина забороненої зони даної сполуки E_g»2,43 еВ при Т=293 К та E_g»2,64 еВ при Т=77 К.

6. Виходячи з експериментально встановленого параметра D₀=0,087 еВ визначено концентрацію точкових дефектів відповідальних за розмиття краю поглинання в монокристалах AgCd₂GaS₄ n_t»1,2 1020 см^-3.

7. Встановлено, що спектри фотолюмінесценції монокристалів AgCd₂GaS₄ подібні до спектрів дефектних опромінених нейтронами монокристалів CdS з максимумами люмінесценції зсунутими в довгохвильову область відносно максимумів неопромінених CdS, на величину ~0,06–0,1 мкм.

8. На основі аналізу температурної залежності електропровідності, спектрів фотопровідності, фотолюмінесценції, оптичного гашення фотопровідності та частотної залежності коефіцієнта поглинання запропонована якісна модель розподілу щільності електронних станів в забороненій зоні монокристалів AgCd₂GaS₄.

9. Встановлено, що сполука Ag₂HgSnS₄ має n-тип провідності та вперше визначено її основні фізичні параметри: ширину забороненої зони (E_g»1,54 еВ при Т=293 К), Холлівську рухливість електронів (m»210^-1 см/(Вс), при Т=293 К), коефіцієнт термо-е.р.с. (S»500 мкВ/К, при Т=293 К).

10. На основі аналізу експериментальних фактів та запропонованої фізичної моделі електронних станів в тетрарних халькогенідних напівпровідниках структурних типів A₂^IB^ІІC^ІVD₄^VI було пояснено залежність ширини забороненої зони сполук та тип провідності від їх компонентного складу.

11. Визначено термоелектричну добротність сполук Cu₂HgGeSe₄ і Cu₂HgSnSe₄ ZT»0,1–0,2, що робить їх перспективними матеріалами для виготовлення термоелектричних приладів підвищеної радіаційної стійкості.

12. Невисока симетрія кристалічної ґратки й широкі вікна пропускання робить перспективними халькогенідні монокристали AgCd₂GaS₄ та Ag₂HgSnS₄ для створення на їх основі перетворювачів частоти, зображення та інших приладів в нелінійній оптиці й інших областях оптоелектронної техніки.

13. Показано, що монокристали AgCd₂GaS₄ та Ag₂HgSnS₄ є фоточутливими матеріалами, що дає можливість їх практичного застосування в якості датчиків оптичного випромінювання.

Публікації автора:

1. Phase diagram of the Ag₂S-HgS-SnS₂ system and crystal preparation, crystal structure and properties of Ag₂HgSnS₄ / O. V. Parasyuk, S. I. Chykhrij, V. V. Bozhko, L. V. Piskach, M. S. Bogdanuyk, I. D. Olekseyuk, L. V. Bulatetska, V. I. Pekhnyo // Journal of Alloys and Compounds. – 2005. – Vol. 399. – P. 32–37.

2. Халькогенідні почетверенні монокристалічні сполуки AgCd2GaS4 і їх фізичні властивості / В. В. Божко, Г. Є. Давидюк, Л. В. Булатецька, О. В. Парасюк // Український фізичний журнал. – 2008. – Т. 53, № 3. – С. 257–261.

3. Особенности оптических и фотоэлектрических свойств специально нелегированных и легированных Cu монокристаллов CdS / Г. Е. Давидюк, В. В. Божко, Г. Л. Мирончук, Л. В. Булатецкая, А. Г. Кевшин // Физика и техника полупроводников. – 2008. – T. 42, № 4. – С. 399–403.

4. Оптические и фотоэлектрические свойства монокристаллических соединений AgCd₂GaS₄ / Л. В. Булатецкая, В. В. Божко, Г. Е. Давидюк, О. В. Парасюк // Физика и техника полупроводников. – 2008. – T. 42, № 5. – С. 522–527.

5. Давидюк Г. Є. Особливості впливу дефектів радіаційного походження на рекомбінаційні процеси в спеціально нелегованих і легованих атомами Cu і In монокристалах сульфіду кадмію / Г. Є. Давидюк, Л. В. Булатецька, Ж. І. Тишковець // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2005. – № 1. – С. 29–36.

6. Давидюк Г. Є. Особливості домішкової фотопровідності нелегованих і легованих міддю монокристалів CdS, неопромінених і опромінених високо енергетичними електронами з Е=1,2 МеВ / Г. Є. Давидюк, В. В. Божко, Л. В. Булатецька // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2006. – № 4. – С. 193–198.

7. Вплив опромінення швидкими реакторними нейтронами на оптичні і фотоелектричні властивості спеціально нелегованих і легованих Cu монокристалів CdS / Г. Є. Давидюк, В. В. Божко, Н. А. Головіна, Г. Л. Мирончук, Л. В. Булатецька // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2006. – № 4. – С. 172–177.

8. Особливості фотопровідності монокристалів AgCd₂GaS₄ / В. В. Божко, М. С. Богданюк, Л. В. Булатецька, В. В. Булатецький, А. П. Третяк // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2006. – № 4. – С. 178–181.

9. Термостимульована провідність монокристалів AgCd₂GaS₄ / Л. В. Булатецька, В. В. Божко, М. С. Богданюк, Г. Є. Давидюк, А. П. Третяк, В. В. Булатецький // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2007. – № 6. – С. 3–7.

10. Давидюк Г. Є. Формування донорно-акцепторних пар, відповідальних за фотоелектричні і магнітні властивості в електронно опромінених нелегованих і легованих Cu монокристалах сульфіду кадмію / Г. Є. Давидюк, В. В. Божко, Л. В. Булатецька // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2007. – № 6. – С. 13–22.

11. Електричні, оптичні і фотоелектричні властивості монокристалічних сполук AgCd₂GaS₄ / В. В. Божко, Г. Є. Давидюк, Л. В. Булатецька, О. В. Парасюк // Науковий вісник ВДУ. Фізичні науки. – 2007. – № 16. – С. 31–42.

12. Дослідження фізичних властивостей почетверенних сполук Ag₂HgSnS₄ / В. В. Божко, О. В. Парасюк, І. Д. Олексеюк, В. О. Галка, Л. В. Трофимчук // Складні оксиди, халькогеніди для функціональної електроніки : Х наук.-техн. конф., 26–29 верес. 2000 р. : програма і тези доп. – Ужгород, 2000. – С. 101.

13. Вирощування та фізичні властивості сполук Cu₂HgC^IVSe₄ (C–Sn,Ge) / О. В. Марчук, І. Д. Олексеюк, В. В. Божко, Л. В. Трофимчук // Складні оксиди, халькогеніди для функціональної електроніки : Х наук.-техн. конф., 26–29 верес. 2000 р. : програма і тези доп. – Ужгород, 2000. – С. 115.

14. Божко В.В. Дослідження деяких фотоелектричних та оптичних властивостей монокристалів AgCd₂GaS₄ / В. В. Божко, О. В. Парасюк, Л. В. Трофимчук // 1-а Українська наук. конф. з фізики напівпровідників УНКФН-1 (з міжнародною участю), 10-14 верес. 2002 р. : тези доп. Т. 2. – О. : Астропринт, 2002. – С. 244.

15. Булатецька Л. В. Термостимульована провідність та люмінесценція монокристалу AgCd₂GaS₄ / Л. В. Булатецька, В. В. Божко, А. П. Третяк // ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (з участю зарубіжних науковців УНКФН-ІІ), 20-24 верес. 2004 р. : тези доп. Т. 2. – Чернівці : Рута, 2004. – С. 455.

16. Давидюк Г.Є. Роль розмірного фактору кластерів дефектів в рекомбінаційних процесах в монокристалах CdS / Г. Є. Давидюк, Л. В. Булатецька, В. С. Манжара // Х-а міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок МКФТТП, 16-21 трав. 2005 р. : тези доп. Т. 1. – Івано-Франківськ, 2005. – С. 44.

17. Божко В. В. Фотопровідність та край поглинання монокристалу Ag₂HgSnS₄ / В. В. Божко, Л. В. Булатецька, А. П. Третяк // Релаксаційні, нелінійні й акустооптичні процеси та матеріали РНАОПМ’2005 : матеріали 2-ої міжнар. наук. конф., 1–5 черв. 2005 р. : тези доп. – Луцьк : РВВ “Вежа” Волин. держ. ун-ту. імені Лесі Українки, 2005. – С. 86.

18. Давидюк Г. Є. Вплив електронної радіації на фотопровідність легованих міддю монокристалів сульфіду кадмію / Г. Є. Давидюк, Л. В. Булатецька, В. З. Панкевич // Релаксаційні, нелінійні й акустооптичні процеси та матеріали РНАОПМ’2005 : матеріали 2-ої міжнар. наук. конф., 1–5 черв. 2005 р. : тези доп. – Луцьк : РВВ “Вежа” Волин. держ. ун-ту імені Лесі Українки, 2005. – С. 108 – 111.

19. Романюк І. В. Вплив легуючих домішок на спектральну фоточутливість опромінених швидкими електронами (з Е=1,2 МеВ) і реакторними нейтронами монокристалів сульфіду кадмію / І. В. Романюк, Л. В. Булатецька // Волинь очима молодих науковців: минуле, сучасне, майбутнє : матеріали І міжн. наук.-практичної конф. студентів і аспірантів., 18–19 квіт. 2007 р. : тези доп. – Луцьк : РВВ “Вежа” Волин. держ. ун-ту імені Лесі Українки, 2007. – С. 67–69.

20. Вплив дефектів на деякі фотоелектричні та електричні властивості монокристалів AgCd₂GaS₄ / Л. В. Булатецька, В. В. Божко, М. С. Богданюк, А. П. Третяк, В. В. Булатецький // III Українська наук. конф. з фізики напівпровідників УНКФН-3, 17-22 черв. 2007 р. : тези доп. – О. : Астропринт, 2007. – С. 381.

21. Особливості оптичних і фотоелектричних властивостей спеціально нелегованих і легованих Cu монокристалів CdS / Г. Є. Давидюк, В. В. Божко, Г. Л. Мирончук, Н. А. Головіна, Л. В. Булатецька // III Українська наук. конф. з фізики напівпровідників УНКФН-3, 17-22 черв. 2007 р. : тези доп. – О. : Астропринт, 2007. – С. 192

22. Деякі фізичні параметри багатокомпонентних халькогенідних сполук Ag₂HgSnS₄ / Г. Є. Давидюк, В. В. Божко, О. В. Парасюк, Л. В. Булатецька, А. П. Третяк // Фізичні явища в твердих тілах : матеріали 8 міжн. конф., 11-13 груд. 2007 р. : тези доп. – X. : ХНУ, 2007. – С. 113.

23. Вплив дефектних центрів на термостимульовану провідність монокристалів AgCd₂GaS₄ / В. В. Божко, Г. Є. Давидюк, Л. В. Булатецька, О. В. Парасюк // Сучасні проблеми електроніки : міжн. наук. семінар., 31 січ.–1 лют. 2008 р. : тези доп. – Львів, Львівський нац. ун-т. ім. Івана Франка, 2008. – С. 7.

24. Трофімчук О. Р. Вплив дефектних центрів на фотоелектричні та оптичні властивості монокристалічних сполук AgCd₂GaS₄ / О. Р. Трофімчук, Л. В. Булатецька // Волинь очима молодих науковців: минуле, сучасне, майбутнє : матеріли ІІ міжн. наук.-практичної конф. студентів і аспірантів., 16-17 квіт. 2008 р. Луцьк, Україна. – Луцьк : РВВ “Вежа” Волин. нац. ун-ту імені Лесі Українки, 2008. – С. 184 – 185.

25. Вплив дефектних центрів на фотоелектричні та оптичні властивості монокристалічних сполук AgCd₂GaS₄ / Г. Є. Давидюк, В. В. Божко, Л. В. Булатецька, О. В. Парасюк, О. В. Новосад // Релаксаційні, нелінійні й акустооптичні процеси та матеріали РНАОПМ’2008 : матеріали 4-ої міжнар. наук. конф., 1–5 трав. 2008 р. : тези доп. – Луцьк : РВВ “Вежа” Волин. нац. ун-ту імені Лесі Українки, 2008. – С. 100 – 102.