Формування підсистеми дефектів структури і електричні властивості плівок сполук IV-VI

Рис. 12. Експериментальні і розрахункові залежності неоднорідної мікродеформації полікристалічних плівок n - PbTe від часу відпалу на повітрі за різних температур: 1 - 600, 2 - 630, 3 - 800 K

Одержані експериментальні результати можна пояснити ґенераційно - рекомбінаційними та міґраційними процесами еволюції нерівновагових точкових дефектів, що створюють різні за знаком деформації. Такими дефектами у плівках n - типу можуть бути наявні одночасно донорні міжвузлові атоми Pb та вакансії атомів Te, що забезпечують відхилення від стехіометрії у бік металу.

Відпал призводить до міґрації та рекомбінації донорних дефектів на межах зерен, дислокаціях, що проявляється у знятті деформацій відповідного знаку, при цьому Оксиген, реагуючи з PbTe, утворює акцепторні вакансії у підґратці Плюмбуму VPb2-, кількість яких спочатку зростає та з часом перестає змінюватися. Кристалохімічну реакцію для останнього процесу можна записати у вигляді:

1/2 O2 VPb2- + 2 h+ + O0Te . (39)

Можливість розрахунку кінетичних параметрів ґрунтується на: по-перше, співвідношеннях теорії кінетики квазіхімічних реакцій, зокрема для мономолекулярних реакцій:

N = N0 exp(-t/ ), = 0 exp(Ea /kT), (40)

де N0 - вихідна концентрація дефектів одного типу; - час існування дефекта; Ea - енергія активації процесу міґрації та, по-друге, твердженні про те, що деформація ґратки залежить від розміру та концентрації дефектів:

= N, (41)

де = [ 1 - (Ri /R0)3 ] Ni-1/3 - коефіціент стиску (розтягу) ґратки; Ri - радіус дефекта; R0 - радіус атомів або міжвузлових порожнин матриці; Ni - концентрація вузлів (міжвузловин) матриці.

Невідомі параметри Eai і 0i для трьох можливих типів дефектів одержали у результаті апроксимації експериментальних даних ізотермічних відпалів функціональною залежністю:

= 01 exp(-t/1) - 02 exp(-t/2) + 03 (1 - exp(-t/3)), (42)

де 01 і 02 - модулі початкових парціальних деформацій викликаних вакансіями і міжвузловими атомами відповідно; 03 - модуль парціальної деформації, що встановлюється під впливом вакансій у підґратці Плюмбуму VPb2-, ґенерованих Оксигеном, який знаходиться у підґратці Телуру. Останній доданок слідує з розв'язку диференціального рівняння, що описує ґенерацію і рекомбінацію дефектів викликаних Оксигеном:

dN/ dt = N / - N/, (43)

де N - гранична концентрація.

Час релаксації 0 точкового дефекту визначається характерною частотою стрибків дефектів з одного рівновагового положення у сусіднє, відстанню між цими положеннями a та, наприклад, розмірами кристаліту b:

0 = (b/a)2 1/. (44)

Максимальна частота коливань вузлових атомів залежить від маси вузлового атома M та силової сталої C:

max = (2C/M)1/2 / 2. (45)

Оцінку частоти 2,6·1012 с-1 коливань атомів PbTe одержано за температурою Дебая D = 125 К. Отримані енергії активації процесів міграції корелюють із значеннями наведеними Заячуком Д.М. для VTe Ea = 1,04 0,02 еВ і Равичем Ю.Н. для дефектів Плюмбуму Ea = 0,60 0,05 еВ.

Таким чином, у процесі відпалу на повітрі плівок PbTe n-типу беруть участь три типи дефектів: два типи власних донорних дефектів (Pbi+ та VTe2+), пов'язаних з надлишком атомів Pb, та один акцепторний тип (VPb2-), пов'язаний з Оксигеном.

Далі показано, що неоднорідність розподілу за товщиною концентрації точкових дефектів і пов'язане з цим утворення p-n - структури в ізотермічно відпалених у вакуумі тонких плівках PbS p-типу можна пояснити швидкою дифузією електрично-нейтральних міжвузловинних атомів S і повільними дифузіями електрично активних вакансій Pb і S, а також реакціями між цими дефектами.

Методом пошарового травлення показано, що під час відпалу в глибину плівки з боку вільної поверхні поширюється ділянка n-типу. Одержані експериментальні результати якісно пояснені переважаючим утворенням донорних вакансій у підґратці халькоґена в результаті випаровування у вакуум надстехіометричних атомів Сульфуру.

Для одержання якісного та кількісного узгодження теоретичних залежностей з експериментальними даними запропоновано модель, що враховує взаємодію дефектів пов'язаних з надстехіометричним Сульфуром -- акцепторних вакансій Плюмбуму VPb- і практично нейтральних міжвузлових атомів Сульфуру Si0 та їх дифузію на вільну поверхню, а також дифузію стехіометричного S на цю поверхню, що еквівалентно зворотній дифузії його донорних вакансій VS+ в глибину плівки. Одержано залежності просторово - часового розподілу концентрацій точкових дефектів в тонкій моноблочній плівці Плюмбум селеніду при її ізотермічному вакуумному відпалі.

З умови локальної електронейтральності однозначно визначається різниця концентрацій вільних носіїв заряду через різницю концентрацій електроактивних дефектів. Сульфур, що спричинює дефекти, поділимо на три частини: дві надстехіометричні Sni і Snv, що пов'язані з міжвузловими атомами Сульфуру Si0 і вакансіями атомів Плюмбуму VPb-, відповідно, та одну стехіометричну Ssv, пов'язану з вакансіями атомів Сульфуру VS+. Концентрації цих частин S, позначені nni, nnv і nsv, пов'язані з концентраціями дефектів наступним чином

[VS+] = nsv,0 - nsv, [Vpb-] = nnv, [Si0] = nni.

Запишемо кінетичні рівняння, для концентрацій частин S через дифузії відповідних компонент і реакції переходів атомів з вузлового положення у міжвузлове і навпаки

nsv??t = Dsv 2nsv /z2 - sv nsv (nni,0 - nni),

nnv??t = Dnv 2nnv /z2 - nv nnv (nni,0 - nni), (46)

nni??t = Dni 2nni /z2 +(sv nsv + nv nnv) (nni,0 - nni),

де Dsv, Dnv і Dni -- коефіцієнти дифузії атомів S у процесах міграції пов'язаних з вакансією атомів S, вакансією атомів Pb і міжвузловим S, відповідно; sv і nv -- сталі реакцій прямого і оберненого переходів, відповідно, стехіометричних і надстехіометрич-них вузлових атомів S у міжвузлове положення.

Вихідні умови завдання задають рівномірний розподіл трьох компонент Сульфуру: nsv(z, 0) = nsv,0, nnv(z, 0) = nnv,0, nni(z, 0) = nni,0, 0<z<d. Крайові умови на межі підкладка плівка описують відсутність потоку Сульфуру: nsv(0, t)/z = 0, nnv(0, t)/z = 0, nni(0, t)/z= 0, t>0, на межі плівка вакуум -- випаровування Сульфуру: nsv(d, t) = 0, nnv(d, t) = 0, nni(d, t) = 0, t>0.

Рис. 13. Профілі експериментального розподілу концентрацій носіїв заряду за товщиною епітаксійної плівки PbS p-типу провідності, відпаленої у вакуумі за температури 640 К протягом 1,5 год., і розрахованого розподілу концентрації електроактивних дефектів (z =0 відповідає межі підкладка - плівка)

Рівняння інтеґрувались чисельно, параметри підбирались за апроксимацією експериментальних залежностей розрахованими. Профіль розподілу концентрації носіїв струму за товщиною (рис. 13) визначався за вимірюваннями ефекту Холла при пошаровому травленні зразків. Точність вимірювання товщини становила 0,1 мкм, а концентрації не перевищувала 5%. З рис. 13 видно, що розрахункові і експериментальні дані добре узгоджуються, це свідчить про адекватність моделі.

Коефіцієнт дифузії атомів S за міжвузлями Dni виявився найбільшим, а пов'язаний з вакансіями атомів Pb Dnv -- найменшим. Відношення у три порядки цих коефіцієнтів дифузії є правдиве й вірне для більшості плюмбум халькоґенідів. Із порівняння сталих реакцій зроблено висновок, що вихід надстехіометричного S у міжвузловинне положення є у 2000 раз ймовірнішим актом, ніж стехіометричного, що також видається правдивим, бо надстехіометричний вузловий S оточують вакансії атомів Pb, які ослаблюють зв'язки цього сульфуру.

Шостий розділ дисертаційної роботи присвячено дослідженню розподілу дефектів у тонких плівках Плюмбум халькоґенідів і атомів на їх поверхні та вивченню розмірних ефектів. Досліджено вплив розміру зерна на електрофізичні властивості тонких полікристалічних плівок PbTe в рамках запропонованої електротехнічної моделі електропровідності і вивчено розподіл власних дефектів у монокристалічних епітаксійних плівках PbTe. Змодельовано клітковим автоматом ріст епітаксійного острівця та досліджено ефекти просторових кореляцій у процесах контрольованих захопленням на пастки.

У випадку полікристалічних плівок доцільніше досліджувати залежність параметрів не від товщини плівки, а від середнього розміру зерен, оскільки розсіювання носіїв заряду буде вже визначатися сумарною поверхнею зерен у зразку, яка може на кілька порядків перевищувати поверхню плівки. Вважалось, що плівка однорідна і утворена з кристалітів, кубічних за формою і однакових за розмірами. Куб кристаліта із стороною l складається з центральної кубічної серцевини розміром d і оболонки. Питомий опір серцевини 0 пов'язаний із розсіюванням на фононах і дефектах, питомий опір оболонки gb, пов'язаний із розсіюванням на межах зерен і примежовому дефектному шарі товщиною h = (l - d)/2.

Рис. 14. Залежність питомого опору (Т = 300 К) полікристалічних плівок PbTe від середнього розміру кристалітів. Суцільна лінія - аналітична крива для електротехнічної моделі

Опір кристаліту розрахували, розділивши його на серцевину опором R0=0/d, оболонку попереду і позаду серцевини (вздовж струму), опором Rgb1 = gb(l - d)/d2 і оболонку, паралельну лінії струму опором Rgb2 = gbl/(l2 - d2). Очевидно, що опори R0 і Rgb1 з'єднані послідовно, а опір Rgb2 паралельний до них. Питомий опір кристаліту становитиме =Rl, де R - опір кристаліту, розрахований за трьома складовими.

На рис. 14 представлено експериментальні дані залежності питомого опору полікристалічних плівок p - PbTe, отриманих методом гарячої стінки у вакуумі на поліаміді, від розмірів кристалітів і апроксимуючу криву, одержану згідно запропонованої моделі. У результаті розрахунку одержано параметри: 0 = 0,95 Ом см, gb = 8,7 Ом см і h = 0,135 мкм.

Розраховане значення 0 перевищує відоме значення питомого опору об'ємних монокристалічних зраків PbTe всього у 5 разів, що, ймовірно, пов'язано з неоднаковістю розмірів кристалітів у різних напрямках. Величина h близька за значенням до довжини вільного пробігу дірок 0 = 0,15мкм в монокристалічних об'ємних зразках.

Оскільки запропонована модель дозволяє описати залежність ? від l для великих значень, що перевищують на два порядки вільний пробіг носіїв у PbTe, то стає зрозумілим, що розсіювання здійснюється за участю ділянок просторового заряду, які утворюються внаслідок локалізації вільних носіїв на межах зерен. Ширина шару визначається виразом

L = (20Uk/(ep0))1/2

де - діелектрична проникливість матеріалу;

Uk - висота потенціального бар'єру;

p0-концентрація основних носіїв заряду. PbTe має = 400, L = (1 - 1.4) мкм для p0 =1017 см-3.

Таким чином, незважаючи на значні спрощення, запропонована модель достатньо адекватно відображає суть явища і плавно описує залежність питомого опору від розміру кристалітів, а одержані у результаті апроксимації параметри мають фізично обґрунтовані значення.

Показано, що модель з розподіленими параметрами дає можливість пояснити зміни електричних властивостей полікристалічних плівок PbTe при їх ізотермічному відпалі у вакуумі. Виявлено, що зміна питомого опору пов'язана із процесами перебудови кристалітів, що утворюють плівку, визначено залежність лінійних розмірів кристалітів від часу відпалу.

Виявлено, що розмірні ефекти в монокристалічних плівках PbTe n-типу, вирощених на слюдяних підкладках методом гарячої стінки, пов'язані з розподілами як донорних станів так і центрів розсіювання вільних носіїв заряду. Виконана апроксимація експериментальних ефективних залежностей від товщини провідності (d) і добутку коефіцієнта Холла і провідності R(d)?(d)2 теоретичними залежностями, які є інтеґралами від комбінацій локальних концентрацій n(x) і рухливостей (x), що визначаються розподілами донорів і центрів розсіювання, описаних сумами гавсових і рівномірного розподілів. Одержано просторові параметри розподілів дефектів росту на межі підкладка плівка і дислокацій у наступному шарі.

Виходячи з шаруватої неоднорідності тонких напівпровідникових плівок PbTe, вирощених методом гарячої стінки, виявлено три шари, що збагачені вільними електронами до різних значень концентрації і два шари центрів розсіювання, пов'язаних з різними типами кристалічних дефектів: міжфазними межами, дислокаціями, точковими дефектами тощо.

Зрозуміло, що у шарувато - неоднорідному зразку, величини густини струму змінюються з координатою x по товщині плівки.

Подамо їх через розподіли концентрацій вільних носіїв заряду n(x), пов'язаних з донорними центрами, і розподілами рухливостей ?(x), пов'язаних з центрами розсіювання:

Залежності питомої провідності і сталої Холла від товщини плівки наведено на рис. 15.

а б

Рис. 15. Залежності провідності (а) і добутку коефіцієнта Холла на квадрат провідності R2 (б) (T = 100, 200 і 300 К, криві 1, 2 і 3 відповідно) монокристалічних плівок PbTe n - типу провідності від товщини

Згідно попереднього аналізу і відбору серед кількох моделей локальні концентрації донорних дефектних станів подано сумою двох гавсових і рівномірного розподілів:

Nd(x) = N1 exp(-(x - d1)2/2b12) + N2 exp(-(x - d2)2/2b22) + N3, (47)

а локальні концентрації центрів розсіювання -- сумою одного гавсового та рівномірного розподілів:

Ns(x) = N4 exp(-(x - d3)2/2b32) + N5. (48)

При зазначених температурах вимірювання дефектні стани повністю йонізовані, тому концентрація вільних носіїв заряду дорівнює їх концентрації:

n(x) = Nd(x). (49)

Рухливість вільних носіїв заряду обернено пропорційна до концентрації центрів розсіювання:

i(x) = ki /Ni(x), (50)

де ki -- коефіцієнт пропорційності, або

(x)-1 = 1-1 exp(-(x - d3)2/2b32) + 2-1. (51)

Одержано параметри апроксимації, з яких видно, що просторові характеристики d і b розподілів слабо залежать від температури. Також просторові характеристики розподілу примежових джерел вільних носіїв заряду і центрів розсіювання близькі за величинами. Максимуми розподілу центрів знаходяться на глибині d3 = 0,033 мкм, що у 1,5 рази ближче до підкладки, ніж максимуми розподілу джерел d1 = 0,050 мкм. Ці величини близькі за величиною до вільного пробігу носіїв струму ? = 0,04 мкм і дебаєвської довжини екранування LD = 0,025 мкм. Краї обох розподілів d + b, в яких знаходиться основна частина дефектів, розташовуються на глибині 0,1 мкм від підкладки, відмінність між ними становить 0,01 мкм. Розподіл дефектів другого типу поширюється від 0,6 до 2,1 мкм, їх амплітудна концентрація у 15 разів менша, ніж дефектів першого типу.

Концентрація донорних станів поблизу підкладки на порядок перевищує концентрацію у проміжному шарі і у ~ 20 разів -- рівномірно розподілених за товщиною плівки точкових дефектів. Амплітудне значення розподілу приповерхневих центрів розсіювання з температурою змінюються інакше, ніж фонових, що вказує на їх різну природу: 1-1 ~ T1/2, а 2-1 ~ T3/2, перший механізм - це розсіювання на поверхні плівки або дислокаціях, а другий - це фононне розсіювання.

Також досліджено ефекти, що зумовлені просторовими кореляціями центрів зародження і їх впливом на кінетику накопичення і аґрегації адатомів. Запропоновано використовуати метод кліткових автоматів для моделювання росту епітаксійних плівок.

Розглянуто найпростіший випадок накопичення малорухомих реаґентів під час їх некорельованої генерації, контрольованого захопленням на центри зародження кластерів (реакція А + В А, а ймовірність заповнення поверхні центрами захоплення А стала). Моделювання виконано методом кліткових автоматів. Задавались - локальна швидкість осадження адатомів на поверхні, - швидкість елементарного акту реакції, vp - об'єм ділянки захоплення.

Для хаотичного некорельованого розподілу центрів зародження кластерів при високій густині А заповнення ними поверхні, коли зони впливу можуть перекриватись, для середньої швидкості захоплення адатомів одержано: залежність k = ( 1- exp(- А vp )), а у випадку корельованого розподілу центрів захоплення з зонами впливу, що не перекриваються - залежність

k = cА vp

де cА - концентрація центрів.

Розглянуто також інший найпростіший випадок, коли накопичення адатомів обмежено дифузійно - контрольваним захопленням на центрах із рівномірним розподілом і малої концентрації (cАvp << 1). Вважали, що у квадратній ділянці із стороною L міститься в середньому один центр. При моделюванні використано періодичні граничні умови. Встановлено, що величина коефіцієнта дифузії D суттєво впливає на форму розподілу адатомів по поверхні.

На рис. 16 зображено концентраційну поверхню для наближеного аналітичного розв'язку, одержаного з точного для одної пастки на необмеженій площині C(r)= ln(r/rp)/ln(Lmax/rp). Це розв'язок рівняння Лапласа для граничних умов C(rp) = 0 і C(Lmax) = 1. Наближений аналітичний розв'язок для періодичної квадратної сітки одержали як суму чотирьох розподілів для стоків розташованих у вершинах квадрата. Зазначимо, що форма розподілу залежить від двох параметрів rp і Lmax.

Просторова кореляція центрів захоплення у випадку нерухомих атомів, тобто при низьких температурах, веде до якісних змін швидкості їх захоплення, причому, відповідний вклад зростає з ростом концентрації центрів, а у випадку рухомих атомів, тобто при високих температурах, флуктуації у просторовому розподілі центрів захоплення можуть, при певних співвідношеннях кінетичних параметрів, призвести до нового якісного ефекту -- локальної просторової неоднорідності розподілу адатомів і їх малих кластерів.

Рис. 16. Стаціонарні розподіли адатомів на площинах, які одержані для однакових умов комп'ютерним моделюванням методом ґраткових автоматів і за наближеною аналітичною залежністю, відповідно нижня і верхня поверхні

Рис. 17. Кіноґрами змодельованого на полі 256 х 256 клітинок кластера, що зростав і набував різних характерних розмірів l = 80, 120.

Відомо, що епітаксійний ріст здійснюється через наступні стадії: зародження центру, коалесценція, поверхневе зростання ділянок, ріст товщини плівки. Процес поверхневого росту плівки зіставлено з формуванням кластера методом кліткових автоматів. Двовимірний кластер утворюється на плоскій квадратній сітці шляхом приєднання нових частинок до наявного кластера.

Кінограми зростання кластера відтворено на рис. 17, з яких видно, що змодельовані кластери мають ізомеричну овальну форму з дендритною структурою поверхні, внутрішня частина кластерів є суцільним бездефектним середовищем, далі назовні простягається дефектний об'єм, який насичений вакансіями, а на межі спостерігаємо фрактальний об'єкт. За локальною концентрацією частинок можна відстежити еволюцію кластеру, а також розбити його на згадані вище три ділянки.

Розраховано характерні значення довжини берегової лінії L і лінійного максимального розміру l. Довжину межової лінії апроксимує залежность Laproxim = ML = 5,6 l1,16, а теоретична - є такою Ltheor = 2 ldf. Встановлено, що ця замкнута межова лінія подібна до реґулярного фрактала -- кривої Коха, що має розмірність df =ln5/ln4 =1,16. Даний реґулярний фрактал можна утворити видаленням на кожному відрізку четвертої частини і одночасним доповненням двома такими ж частинами у вигляді кута. Збільшення характерного лінійного розміру такого фрактала у 4 рази збільшує його довжину у 5 разів. Рівностороння трикутна крива Коха має df = ln4/ln3, а килимок Серпінського -- df = ln8/ln3.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

1. Запропоновано ряд нових аналітичних, диференціальних і дискретних моделей хімічної і дифузійної кінетики процесу формування та еволюції підсистеми дефектів і підтверджено їх застосування під час опису експериментальних електрофізичних властивостей тонких плівок сполук IV-VI після напилення, леґування, опромінення і відпалу.

2. Вперше запропоновано спосіб відбору потенціалу взаємодії, що враховує три різні фізичні величини: міжатомну відстань, енергією ґратки, модуль всестороннього стискування. Показано, що потенціал Ленарда - Джонса є добрим наближенням міжатомної взаємодії у сполуках IV-VI під час комп'ютерного моделювання методом молекулярної динаміки, однак йонна взаємодії є необхідною для утворення стабільних кластерів із структурою типу NaCl.

3. Запропоновано використовувати параметри зонної теорієї для розрахунку констант квазіхімічної рівноваги власних атомних дефектів епітаксійних плівок PbSe, PbTe під час парофазної епітаксії за різних температур випаровування і осадження. Проведено розрахунок концентрації вільних носіїв заряду для моделі френкелівських дефектів VPb2-, Pbi1+ у катіонній підґратці.

4. Виконано електрофізичний розрахунок рівновагової концентрації рівнів дефектів у плівках Pb1-xSnxTe (x = 0,2; 1), вирощених з парової фази за різних температур підкладинки з використанням зонних параметрів напівпровідникових сполук і експериментальних концентрацій носіїв заряду. Вказано на те, що дефектні акцепторні і донорні рівні в сполуках Pb1-xSnxTe, пов'язані з одним і тим же дефектом -- вакансією атомів Te, яка, у залежності від складу x, проявляє амфотерні властивості.

5. Проведено квазіхімічний розрахунок рівноваги власних атомних дефектів і леґуючої домішки In для парофазної епітаксії PbTe при різних парціальних тисках пари телуру і індію, а також для леґуючого ґалію при вирощуванні з розплаву PbTe. Визначена модель зарядового стану йонів Індію In3+ і нейтрального двохатомного кластера Ga. Вперше визначені константи втілення In і кластера Ga в катіонну підґратку.

6. Досліджено вплив - опромінення з енергією 5,5 МеВ на температурні залежності (77 - 300 К) електричних властивостей монокристалічних плівок n-PbSe. Ідентифіковано розсіювання на йонізованих дефектах і акустичних фононах. Показано, що на температурну залежність концентрації носіїв заряду впливає зміна концентрації вакансій, а на залежність рухливості носіїв заряду - зміна концентрації міжвузловинних атомів. У рамках об'єднання моделей Бете - Блоха і Лінхарда - Шарфа розраховано просторовий розподіл йонізаційних і ядерних втрат енергії ?-частинок у напівпровідниках IV-VI. Показано, що ядерні втрати, які відповідають за дефектоутворення, на три порядки менші за йонізаційні.

7. Запропонована модель механізму кінетики радіаційних дефектів - захоплення рухливих міжвузлових атомів на пастках - проявляється на залежностях концентрації і рухливості вільних носіїв заряду від флюенсу і відповідає одержаним експериментальним залежностям для ?-опромінених полікристалічних плівок p-PbSe.

8. У рамках кінетики квазіхімічних реакцій на основі часових залежностей неоднорідної мікродеформації за різними температурами ізотермічного відпалу (600 - 800 К) на повітрі полікристалічних плівок n-PbTe встановлено, що переважаючими дефектами у свіжовирощених плівках n-типу можуть бути дефекти одночасно Pbi+ та VTe2+, а після відпалу у плівках p-типу мають переважати VPb2-, що пов'язані з атмосферним киснем. Вперше розраховано характерний час та енергію активації процесів міґрації власних нерівновагових точкових дефектів.

9. Пояснено утворення p-n - структури в ізотермічно відпалених у вакуумі тонких плівках p-PbS неоднорідністю розподілу за товщиною концентрації точкових дефектів, зумовленою дифузією міжвузлового S і повільними дифузіями вакансій, а також реакціями між ними. Еволюцію дефектів описано системою неоднорідних дифузійних рівнянь. З експерименту одержано параметри процесу еволюції точкових дефектів під час вакуумного відпалу.

10. У рамках моделі розподілених параметрів вдалося відділити внески в питомий опір полікристалічних плівок p- PbTe власного об'ємного розсіювання від зерномежового, а монокристалічних - від поверхневого. Показано, що розмірні ефекти в монокристалічних плівках n- PbTe, вирощених на слюдяних підкладках, пов'язані з розподілами як донорних станів так і центрів розсіювання вільних носіїв заряду. Температурна залежність амплітуди розподілу центрів розсіювання вказує на поверхневе або дислокаційне розсіювання у приповерхневому шарі і на фононне в об'ємі.

11. Проведено моделювання методом кліткових автоматів накопичення малорухомих реаґентів при їх некорельованій ґенерації, контрольованого захопленням на центри зародження кластерів. Показано, що при високих температурах флуктуації у просторовому розподілі центрів захоплення можуть, при певних співвідношеннях кінетичних параметрів, призвести до локальної просторової неоднорідності розподілу адатомів і їх малих кластерів. Змодельовано ріст плоского епітаксійного острівця моноатомної речовини, встановлено, що він має аморфно - фрактальну межову смугу, яка під час переміщення межі, кристалізується. Розмірність межі 1,16 є близькою до розмірності регулярного фрактала - кривої Коха ln5\ln4.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В РОБОТАХ:

1. Фреик Д.М. Зарядовое состояние собственных атомных дефектов в пленках селенида свинца / Д.М. Фреик, Я.П. Салий, В.В. Прокопив // Журнал технической физики. -- 1994. -- Т. 64, № 11. -- С. 197--200.

2. Фреик Д.М. Моделирование и идентификация атомных дефектов в слоях АІVВVI при ?-облучении / Д.М. Фреик, Я.П. Салий, И.Й. Перкатюк, Г.Д. Матеик, И.М. Лищинский, В.Н. Купчак // Кристаллография. -- 1995. -- Т. 40, № 5. -- С. 913--915.

3. Фреїк Д.М. Генераційно-рекомбінаційний механізм утворення і зарядовий стан радіаційних дефектів у шарах PbSe / Д.М. Фреїк, О.М. Возняк, Я.П. Салій, Г.Д. Матеїк, М.А. Лоп'янко, І.М. Ліщинський // Украинский физический журнал. -- 1995. -- Т. 40, № 8. -- С. 874--875.

4. Фреїк Д.М. Моделювання атомних дефектів у ГЦК-кристалах АІVВVI / Д.М. Фреїк, Я.П. Салій, І.Й. Перкатюк, Г.Д. Матеїк, І.М. Ліщинський // Украинский физический журнал. -- 1995. -- Т. 40, № 9. -- С. 951--953.

5. Фреик Д.М. Зарядовое состояние собственных атомных дефектов и термодинамический p-n переход в пленках селенида свинца / Д.М. Фреик, В.В. Прокопив, Я.П. Салий, Г.Д. Матеик, И.М. Лищинский, А.М. Добровольская // Неорганические материалы. -- 1996. -- Т. 32, № 5. -- С. 546--550.

6. Фреик Д.М. Свойства тонких пленок PbTe и квазихимическое моделирование их парофазной питаксии / Д.М. Фреик, Я.П. Салий, И.М. Лищинский // Журнал физической химии. -- 1997. -- Т. 71, № 12. -- С. 2135-2137.

7. Салій Я.П. Рівноважні концентрації точкових дефектів в плівках PbSe / Я.П. Салій // Український фізичний журнал. -- 1998. -- Т. 43, № 8. -- С. 968--971.

8. Фреїк Д.М. Розмірний ефект у температурній залежності електричного опору тонких полікристалічних плівок Cr і Cu./ Д.М. Фреїк, Я.П. Салій, М.В. Калинюк // Український фізичний журнал. -- 2000. -- Т. 45, № 11. -- С. 1375--1377.

9. Салій Я.П. Рівноважні концентрації рівнів дефектів в плівках Pb1-xSnxTe. / Я.П. Салій // Український фізичний журнал. -- 2000. -- Т. 45, № 2. -- С. 203--206.

10.Салий Я.П. Свойства пленок PbTe, легированнх индием, и квазихимическое моделирование их питаксии / Я.П. Салий // Журнал физической химии. -- 2000. -- Т. 74, №6. -- С. 1060--1063.

11.Салий Я.П. Температурне зависимости лектрических свойств монокристаллических пленок n-PbSe при облучении -частицами./ Я.П. Салий, Р.Я. Салий // Физика и техника полупроводников. -- 2000. -- Т. 34, № 6. -- С. 667--669.

12.Салій Я.П. Міжатомна взаємодія у кристалах халькогенідів свинцю і олова із структурою типу NaCl / Я.П. Салій // Український фізичний журнал. -- 2001. -- Т. 46, № 10. -- С. 1070--1072.

13.Коцюбинский В.О. Кінетика відпалу радіаційних дефектів в епітаксійних плівках залізо-ітрієвого гранату / В.О. Коцюбинский, В.В. Немошкаленко, Б.К. Остафійчук, Я.П. Салій, В.Д. Федорів, П.І. Юрчишин // Металлофизика. Новейшие технологии. -- 2001. -- Т. 23, № 11. -- C. 1449--1454.

14.Салій Я.П. Кінетика ізотермічного відпалу на повітрі власних нерівноважних точкових дефектів в епітаксійних полікристалічних плівках телуриду свинцю n-типу / Я.П. Салій // Український фізичний журнал. -- 2002. -- Т. 47, № 9. -- С. 852--854.

15.Салий Я.П. Механизм кинетики лектрофизических свойств поликристаллических пленок p-PbSe при облучении ?-частицами / Я.П. Салий // Физика и техника полупроводников. -- 2006. -- Т. 40, № 2. -- С. 177--179.

16.Салий Я.П. Свойства монокристаллов PbTe, легированнх галлием, и квазихимическое моделирование их вращивания / Я.П. Салий // Журнал физической химии. -- 2006. -- Т. 80, № 2. -- С. 368--370.

17.Салій Я.П. Профіль концентрації точкових дефектів в тонких плівках PbS при ізотермічному відпалі / Я.П. Салій // Український фізичний журнал. -- 2007. -- Т. 52, № 9. -- С. 861--863.

18.Салій Я.П. Утворення і активація дефектів в плівках AIVBVI у процесі напилення / Я.П. Салій, І.М. Фреїк, В.В. Прокопів // Фізика напівпровідників, квантова електроніка і оптоелектроніка. -- 2008. -- Т. 11, № 3. -- С. 307--310.

19.Бабущак Г.Я., Фізичні процеси та технологічні режими формування міжелементної ізоляції на напівпровідниках А3В5 та А4В6 методом поліенергетичної йонної імплантації / Г.Я. Бабущак, В.В. Борик, Б.С. Дзундза, Л.Й. Межиловська, Л.І. Никируй, В.В. Прокопів, Я.П. Салій // Пріоритети наукової співпраці ДФФД і БРФФД. Матеріали спільних конкурсних проектів Державного фонду фундаментальних досліджень і Білоруського республіканського фонду фундаментальних досліджень (“ДФФД - БРФФД - 2005”). -- К.: ДІА, -- 2007. -- С. 260--273.

20. Saliy Y.P. Formation and self-compensation of defects in the process of doping of PbTe thin films by In during their growth from vapour phase / Y.P. Saliy, I.M. Lishchynsky, M.O. Galuschak, G.D. Mateik // Фізика і хімія твердих тіл. Вісник Івано-Франківського крайового відділення УФТ та Прикарпатського університету ім. В. Стефаника. -- 1998. -- № 6. -- С. 80--86.

21. Салій Я.П. Зарядовий стан і розмірність кластера In в PbTe. / Я.П. Салій // Вісник Прикарпатського університету. Математика. Фізика. Хімія. -- 1999. Т. 2. -- С. 62--66.

22. Остафійчук Б.К. Радіаційні точкові дефекти в епітаксійних шарах SnTe / Б.К. Остафійчук, Я.П. Салій, В.М. Чобанюк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2000. -- Т. 1, № 1. -- С. 71--76.

23. Фреїк Д.М. Зонна структура і механізм розсіювання носіїв струму в n-PbTe при 4.2К / Д.М. Фреїк, Л.І. Никируй, Я.П. Салій // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2000. -- Т. 1, № 1. -- С. 95--100.

24. Салій Я.П. Побудова довірчої області нелінійної за параметрами залежності / Я.П. Салій // Вісник Прикарпатського університету. Математика. Фізика. -- 2000. -- Т. 1. -- С. 109--113.

25.Салій Я.П. Розмірні ефекти в полікристалічних плівках PbTe / Я.П. Салій, П.І. Мельник, О.Я. Довгий, В.М. Калинюк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2001. -- Т. 2, № 1. -- С. 161--163.

26.Фреїк Д.М. Ефективні і локальні значення електричних параметрів у полікристалічних плівках телуриду свинцю / Д.М. Фреїк, Я.П. Салій, О.Я. Довгий, М.О. Галущак, І.В. Калитчук // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2001. Т. 2, № 4. -- С. 711--718.

27.Салій Я.П. Параметри процесу міграції точкових дефектів в епітаксійних плівках n-PbTe / Я.П. Салій, І.М. Ліщинський, І.Й. Перкатюк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2002. -- Т. 3, № 2. -- С. 309--312.

28.Салій Я.П. Ефекти просторових кореляцій у процесах контрольваних захоплення на пастки / Я.П. Салій, Р.Я. Салій // Фізика і хімія твердого тіла. 2003. -- Т. 4, № 4. -- С. 653--655.

29.Салій Я.П. Моделювання адсорбційного росту епітаксійного острівця / Я.П. Салій, Р.Я. Салій // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2004. -- Т. 5, № 3. -- С. 485--487.

30.Салій Я.П. Електротехнічна модель електропровідності тонких полікристалічних плівок PbTe / Я.П. Салій, І.М. Фреїк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2004. -- Т. 5, № 1. -- С. 94--95.

31.Салій Я.П. Комп'ютерне моделювання іонних кластерів із дефектами / Я.П. Салій, І.М. Фреїк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2005. -- Т. 6, № 3. -- С. 428--434.

32. Фреїк Д.М. Моделі процесів відпалу у полікристалічних плівках телуриду свинцю / Д.М. Фреїк, Б.С. Дзундза, Я.П. Салій // Фізика і хімія твердого тіла. 2006. -- Т. 7, № 1. -- С. 45--49.

33.Салій Я.П. Розподіл енергетичних витрат ?-частинок в AIVBVI/ Я.П. Салій, І.М. Фреїк, І.Й. Перкатюк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2006. -- Т. 7, № 2. -- С.253--255.

34.Салій Я.П. Власні радіаційні дефекти та електричні властивості плівок AIVBVI / Я.П. Салій, Л.Й. Межиловська, В.М. Чобанюк, І.М. Фреїк // Вісник Прикарпатського університету. Математика. Фізика. 2007. -- Т. 3. -- С. 72--75.

35.Салій Я.П. Комп'ютерне моделювання утворення і дифузії дефектів / Я.П. Салій // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2008. -- Т. 9, № 2. -- С. 235--239

36.Салій Я.П. Деформаційні ефекти в кристалах зі структурою флюорита під час стискання / Я.П. Салій, І.М. Фреїк // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2010. Т. 11, № 2. -- С. 341--343.

37. Saliy Ya.P. Distribution of radiation defects on thickness of IV-VI thin films at rradiation / Ya.P. Saliy, W. Wojcik, N.Ya. Stefaniv // Фізика і хімія твердого тіла. -- 2010. -- Т. 11, № 4. -- С. 889--892.

38. Фреїк Д.М. Вплив власних атомних дефектів на параметри гратки ГЦК-кристалів AIVBVI / Д.М. Фреїк, Я.П. Салій, С.Д Кирста // Вісник Прикарпатського університету. Природничо-математичні науки. -- 1995. -- Т. 1. -- С. 79--94.

39.Салій Я.П. Кристалітна модель електропровідності тонких плівок PbTe / Я.П. Салій // Вісник Прикарпатського університету. Математика. Фізика. -- 2001. -- Т. 2. -- С. 91--95.

40.Салій Я.П. Формування підсистеми дефектів структури і електричні властивості плівок сполук IV-VI / Я.П. Салій // Вісник Прикарпатського національного університету ім. В. Стефаника. Хімія. -- 2011. -- Т. 13. -- С. 37--61.

41. Пат. 52322 А Україна, H01L2/00. Спосіб отримання p-n-p структури / Я.П. Салій, В.М Кланічка; Прикарпатський університет імені Василя Стефаника. № 2002042841; заявл. 09.04.02; опубл. 16.12.2002, Бюл. №12.

42. Фреїк Д.М. Механізм утворення і зарядовий стан дефектів у епітаксійних шарах телуриду олова / Д.М. Фреїк, А.I. Остапчук, Я.П. Салій, Г.Д. Матеїк, Р.І. Запухляк // V Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тез. доп. -- Iвано-Франківськ, 1995. -- С. 130.

43.Фреїк Д.М. Розрахунок рівноважних концентрацій точкових дефектів у твердих розчинах PbxSn1-xTe / Д.М. Фреїк, Я.П. Салій, Т.І. Озарко, В.Д. Іванішак, Р.Ф. Дуткевич // V Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 1995. -- С. 131.

44.Салій Я.П. Моделювання і ідентифікація точкових дефектів у сполуках АIVВVI структурного типу NaCl / Я.П. Салій, О.М. Возняк, І.Й. Перкатюк, М.А. Лоп'янко, І.М. Ліщинський // V Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тези доп. -- Івано-Франківськ, 1995. -- С. 160.

45.Салій Я.П. Розрахунок впливу параметрів відпалу на зміну концентрації точкових дефектів у з'єднаннях АIVBVI / Я.П. Салій, В.М. Кланічка, Р.І. Собкович, Р.Ф. Федорак, В.А. Шепетюк // V Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 1995. -- С. 161.

46.Салій Я.П. Константи рівноваги квазіхімічних реакцій процесу вирощування з парової фази халькогенідів свинцю і олова / Я.П. Салій // VІ Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок.”: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 1997. -- С. 12.

47. Салій Я.П. Моделювання ізохронного відпалу тонких плівок халькогенідів свинцю / Я.П. Салій, Р.І. Собкович, В.М. Чобанюк, І.Й. Перкатюк, Л.В. Тітова // VІ Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок.”: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 1997. -- С. 81.

48. Фреїк Д.М. Зарядовий стан і розмірність легуючого кластеру домішки індію в телуриді свинцю / Д.М. Фреїк, Я.П. Салій, І.М. Ліщинський, Г.Д. Матеїк, А.Л. Семеген // VІ Міжнародна конференція “Фізика і технологія тонких плівок.”: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 1997. -- С. 82.

49.Салій Я.П. Радіаційні дефекти в телуриді свинцю / Я.П. Салій // VІІ Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 1995. -- С. 106.

50. Салій Я.П. Електропровідність і коефіціент Холла тонких монокристалічних плівок PbTe / Я.П. Салій, Д.М. Фреїк, В.М. Калинюк, О.Я. Довгий // Матеріали ІІ міжнародного Смакулового симпозіуму Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики”.: тез. доп. -- Тернопіль, 2000. -- С. 183--184.

51.Салій Я.П. Кристалітна модель електропровідності тонких плівок PbTe / Я.П. Салій // VIII Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 2001. -- С. 107.

52. Салій Я.П. Довірчі області нелінійних за параметрами технологічних залежностей вирощування плівок селеніду свинцю / Я.П. Салій, Р.Я. Салій // VIII Міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок.: тез. доп. Івано-Франківськ. -- 2001. -- С. 129.

53.Салій Я.П. Тип зв'язку у сполуках AIVBVI / Я.П. Салій // ІІ Міжнародна конференція “Фізика невпорядкованих систем.” 14-16 жовтня, 2003 р.: тез. доп. -- Львів, 2003. -- С. 43--44.

54.Салій Я.П. Міжатомна взаємодія у сполуках AIVBVI / Я.П. Салій // ІX Міжнародна конференція “Фізики і технології тонких плівок.” 19-24 травня, 2003 р.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 2003. -- С. 112--114.

55. Салій Я.П. Розрахунок за кінетичною теорією профілю деформації за кривою дифракційного відбивання / Я.П. Салій // ІX Міжнародна конференція “Фізики і технології тонких плівок.” 19-24 травня, 2003 р.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 2003. -- С. 114--115.

56.Салій Я.П. Моделювання клітинковим автоматом росту епітаксійного острівця / Я.П. Салий, Д.М. Фреїк // Нанорозмірні системи: електронна, атомна будова і властивості, 12-14 жовтня 2004 р.: тез. доп. -- Київ, 2004. -- С. 149.

57.Салій Я.П. Комп'ютерне моделювання іонних кластерів і дефектів в них / Я.П. Салій, І.М. Фреїк // Матеріали Ювілейної X Міжнародної конференції “Фізика і технології тонких плівок.” 16-21 травня 2005 р.: тез. доп. -- Івано-Франківськ, 2005. -- С. 143.