Фізичні процеси в гетеропереходах на основі шаруватих кристалів халькогенідів галію, індію та олова

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Чернівецький Національний університет

імені Юрія Федьковича

АВТОРЕФЕРАТ

Фізичні процеси в гЕТЕРОПЕРЕХОДах НА ОСНОВІ ШАРУВАТИХ КРИСТАЛІВ ХАЛЬКОГЕНІДІВ ГАЛІЮ, індіЮ та ОЛОВА

01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків

КАТЕРИНЧУК Валерій Миколайович

Чернівці - 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Чернівецькому відділенні Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича Національної академії наук України

Науковий доктор фізико-математичних наук, професор

консультант: Ковалюк Захар Дмитрович, керівник Чернівецького відділення Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича Національної академії наук України

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Тетьоркін Володимир Володимирович, Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної академії наук України, завідувач відділу напівпровідникової інфрачервоної фотоелектроніки

доктор фізико-математичних наук, професор Раренко Іларій Михайлович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, професор кафедри фізики напівпровідників і наноструктур

доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Cавчин Володимир Павлович, Львівський національний університет ім. І. Франка, доцент кафедри фізики напівпровідників

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Напівпровідникові кристали A^IIIB^VI (GaSe, GaTe, InSe) і A^IVB₂^VI (SnS₂, SnSe₂, SnS_2-хSe_х) з шаруватою кристалічною будовою, що вирізняються радіаційною стійкістю, широко досліджуються як у науковому, так і прикладному плані. Характерною їх ознакою є висока анізотропія механічних і фізичних властивостей. Шарувата структура кристалів дозволяє виготовляти досконалі підкладки з природною інертною поверхнею. Такі підкладки служать основою створення різного типу бар'єрів Шотткі та гетеропереходів (ГП).

Перспективним новим напрямком є дослідження тандемних систем наноструктурована плівка (НП)-шаруватий кристал (ШК) чи НП-ГП. У таких системах зміна або поліпшення фотоелектричних характеристик може відбуватися за рахунок контрольованого впливу на процеси об'ємної фотогенерації носіїв струму, який пов'язаний з анізотропією оптичного поглинання кристала-підкладки та взаємодією світла з НП. При цьому НП є основою спостереження оптичних розмірних ефектів. Для створення таких систем важливі питання наноскопічних досліджень як самої поверхні ШК, так і поверхні зі спеціально нарощеним оксидним шаром, а також технологічні умови формування нанооб'єктів.

Основна трудність, яка перешкоджає створенню нових типів ГП з задовільними діодними характеристиками, полягає в обмеженій кількості напівпровідникових пар з узгодженими чи близько підібраними параметрами кристалічних ґраток. Тому, в основному, практикується виготовлення ГП на базі напівпровідників, що володіють широким складом твердих розчинів на їх основі. У випадку ШК елементарні шари зв'язані між собою ван-дер-ваальсівським зв'язком, а в шарі діє переважаючий ковалентний зв'язок атомів. Використання на гетеромежі ван-дер-ваальсівського зв'язку між гетерогенними напівпровідниками може стати альтернативою відомим методам створення ГП і сприяти усуненню проблем, пов'язаних з неузгодженістю ґраток. Подальше проведення досліджень властивостей ГП на основі такого типу зв'язку викликано протиріччями літературних даних щодо високих фотоелектричних параметрів ГП, з одного боку, та моделлю, що описує механізм протікання струму, - з другого, яка не передбачає одержання таких параметрів, тому що базується на переважаючій ролі в електронних процесах поверхневих станів.

Створенню якісних ГП сприяє також метод, що передбачає використання на гетеромежі тонких шарів власних оксидів напівпровідників. Вирощені спеціально, вони, в деякій мірі, поліпшують неузгодженості параметрів двох компонент ГП. Серед власних оксидів можуть бути оксиди не тільки з діелектричними, але й з провідними властивостями. Саме використання провідних оксидів заслуговує значної уваги через можливість спрощення технології виготовлення ГП, поліпшення якості гетеромежі. Водночас тунельно-прозорі шари діелектриків, розміщені на гетеромежі, крім ролі буфера, що згладжує неузгодженості кристалічних ґраток, можуть використовуватись і для спостереження фотоелектричних ефектів, пов'язаних із розривами зон (внутрішнє зростання фото-ерс) чи викликаних нерівноважним збідненням та освітленням ГП (внутрішнє підсилення фотоструму). Відсутність подібних досліджень для ШК робить вивчення їх власних оксидів з погляду різних фізичних властивостей особливо актуальним.

У науково-практичному плані привабливе використання ШК для створення фотоелектричних аналізаторів поляризованого випромінювання завдяки притаманному їм високому оптичному плеохроїзму. Серед важливих технічних проблем є також наукові розробки, пов'язані з радіаційною стійкістю матеріалів чи приладів. Контроль рівня радіації різних об'єктів, підвищення їх радіаційної безпеки вимагає створення як надійних дозиметрів, так і радіаційно-стійких електронних пристроїв. Можливість аналогічних розробок радіаційно-стійких ГП на основі шаруватих сполук зумовлена особливостями поведінки власних структурних дефектів у ШК. Їх концентрація в цих кристалах набагато порядків може перевищувати концентрацію новоутворених радіаційних дефектів, і тому вплив останніх на роботу приладів може бути відносно незначним.

Отже, ШК, завдяки ван-дер-ваальсівському зв'язку дозволяють розширити клас ГП з неузгодженими ґратками. Появі нових функціональних можливостей ГП сприяють тандем з НП, введення буферного шару тунельно-прозорого діелектрика. Створення подібних ГП і експериментальне дослідження особливостей їх властивостей відкриває шлях до реалізації нових фотоелектричних пристроїв та їх практичного використання в різних сферах оптоелектроніки.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати досліджень, які представлені у дисертації, виконані відповідно до програми наукової тематики Чернівецького відділення Інституту проблем матеріалознавства, зокрема, в рамках таких тем: 1) держ. реєстр. № 0102U004245 „Розробка і виготовлення радіаційно стійких структур для видимого і ближнього ІЧ спектрального діапазону на основі шаруватих кристалів”, яка виконувалась на замовлення Міністерства промислової політики, КТБ „Фотон-Кварц” від 18.06.2002 р.; 2) держ. реєстр. № 0102U007363 „Розробка і дослідження структур для широкополосних детекторів природного випромінювання”, яка виконувалась на замовлення Міністерства промислової політики, КТБ „Фотон-Кварц” від 05.12.2002 р.; 3) держ. реєстр. № 0104U006143 „Розробка технології радіаційно стійких напівпровідникових матеріалів для інфрачервоної оптоелектроніки та спінтроніки”, яка виконувалась за постановою Бюро ВФТПМ Президії НАН України від 13.05.2004 р., Протокол № 8; 4) держ. реєстр. № 0105U007445 „Розробка технології одержання напівпровідникових наноматеріалів”, яка виконувалась за Розпорядженням Президії НАН України від 30.05.2005 р., Протокол № 334; 5) держ. реєстр. № 0106U009492 „Розробка нових напівпровідникових наноматеріалів на основі шаруватих кристалів та дослідження їх радіаційної стійкості в умовах ядерних випромінювань”, яка виконувалась за постановою Кабінету Міністрів України від 08.09.2004 р., Протокол № 1165 та розпорядження бюро Президії НАН України від 05.04.2006 р., Протокол № 202; 6) Проект УНТЦ, № 591 „Розробка фізичних основ молекулярної нанотехнології для шаруватих кристалів”, 01.09.1998-31.08.2000; 7) Проект УНТЦ, № 3237 „Дослідження шаруватих кристалів та епітаксії плівок типу A³B⁶ для їх використання в фотоелектроніці та нелінійній оптиці”, 01.02.2006-31.01.2009.

У рамках державних тем (1-5) автор досліджував нові способи формування ГП, виготовляв зразки, вивчав вплив тунельно-прозорих власних оксидів на покращення характеристик ГП та дію високоенергетичної радіації на їх властивості. Брав участь в оформленні наукових звітів.

У проектах (6, 7) здобувач виготовляв зразки ГП, установлював технологічні особливості їх створення, досліджував електричні, фотоелектричні, спектральні властивості, температурні залежності характеристик ГП, оформляв наукові звіти. У проекті 7 Катеринчук В.М. є керівником групи науковців, які вивчають явище фотоплеохроїзму в ШК та їх радіаційну стійкість.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є створення на основі шаруватих кристалів A^IIIB^VI, A^IVB₂^VI гетеропереходів з ван-дер-ваальсівським зв'язком напівпровідників, діодних і транзисторних структур з використанням власних оксидів кристалів, тандемних структур наноструктурована плівка-гетероперехід і в установленні основних фізичних закономірностей, що відбуваються в цих структурах під впливом електричного поля, природного та поляризованого електромагнітного випромінювання, високоенергетичної радіації.

Досягнення цієї мети передбачає виконання таких завдань:

Виготовлення гетеропереходів і тандемних структур наноструктурована плівка-гетероперехід на основі сполук GaSe, GaTe, InSe, In₄Se₃, SnS₂, In₂O₃, Ga₂O₃, SnO₂ та визначення оптимальних умов їх формування; створення гетеропереходів з різною кристалографічною орієнтацією площини p-n-переходу на основі гетеросистем оксид-напівпровідник; формування гетеротранзистора на базі InSe.

Дослідження поверхневої топології шаруватих кристалів і можливостей її модифікації в процесі термічного окислення кристала.

Установлення профілю енергетичних зон, механізмів протікання струму через потенціальні бар'єри, поведінки спектральної фоточутливості гетеропереходів.

З'ясування ролі тунельно-прозорих шарів діелектриків на фотоелектричні характеристики гетеропереходів.

Визначення анізотропії протікання струму, фотоелектричних спектрів у гетеропереходах на основі кристалів GaSe, InSe.

Дослідження явища фотоплеохроїзму в гетеропереходах.

Вивчення впливу „жорстких“ (X-, гамма-промені) електромагнітних випромінювань на основні фотоелектричні параметри гетеропереходів.

Об'єкт дослідження: напівпровідникові сполуки GaSe, GaTe, InSe, In₄Se₃,

SnS₂, оксиди Ga₂O₃, In₂O₃, ITO та ГП на їх основі; ГП з ван-дер-ваальсівським типом зв'язку напівпровідників на гетеромежі; ГП власний оксид-напівпровідник; тандемні структури НП-ГП; ГП з тунельно-прозорим діелектриком на гетеромежі.

Предмет дослідження: встановлення фізичної картини електронних процесів у ШК і ГП шляхом комплексного дослідження топології поверхні, електричних, фотоелектричних, фотолюмінесцентних, електролюмінесцентних, поляризаційних характеристик. Виявлення змін цієї картини явищ під впливом високоенергетичної радіації.

Методи дослідження. Під час виконання дисертаційної роботи використовувалися як різні способи приготування зразків, діодних гетероструктур, так і проводились різноманітні вимірювання їх характеристик з метою отримання достовірної інформації про їх властивості та кореляцію цих властивостей з відомими теоретичними розрахунками чи існуючими літературними даними.

У процесі виготовлення ГП використовувалися нетрадиційні методики їх формування: ван-дер-ваальсівського контакту гетеропідкладок, термічного окислення напівпровідників, рекристалізації однієї з компонент.

Електрофізичні параметри кристалів і плівок визначались на основі вимірювання ефекту Холла. Властивості енергетичного спектра та кристалічної структури визначались на основі оптичних, фотоелектричних і рентгенівських вимірювань.

Для досліджень стану поверхні, її морфології проводилися наноскопічні вимірювання. Для цього використовувався атомний силовий мікроскоп (АСМ) Nanoscope IIIa Dimension 3000SPM (Digital Instruments) у режимі періодичного контакту (Tapping Mode). Радіус вістря зонда становив не більше 10 нм. Вимірювання проводилися на повітрі (ex situ) після вирощування зразків.

Низькотемпературні вимірювання проводилися за допомогою азотного кріостата. Діапазон вимірювань становив 77 - 400 К, а точність стабілізації температури підтримувалась у межах 0,1 - 0,2 К.

При вимірюваннях воль-амперних (ВАХ) та вольт-фарадних характеристик (ВФХ) ГП використовувалася автоматизована установка, що включає сучасне комп'ютерне обладнання на базі Schlumberger 1286 Electrochemical Interface та Schlumberger 1255 H.F. Frequency Response Analyzer. Комп'ютерна обробка вимірюваного сигналу дозволила здійснити широкий спектр вимірюваних характеристик ГП: імпедансні виміри, ВФХ і ВАХ, їх частотні залежності. Поряд з традиційними використовувалися нетрадиційні фотоелектричні методики дослідження ВАХ і ВФХ. Вони дозволили встановити перебіг електронних процесів безпосередньо на бар'єрі діодних структур і уникнути в деяких випадках неправильної інтерпретації результатів, пов'язаної із впливом на електричні характеристики послідовного опору.

Для досліджень фото- чи електролюмінесценції створена й успішно апробована світловодна система вводу та виводу світла від зразка до монохроматора, яка забезпечила малі його втрати та високий тестовий сигнал. Це дозволило отримати смуги випромінювання з більшою роздільною здатністю спектра. Спектральні дослідження проводилися у широкому діапазоні довжин хвиль від УФ до ІЧ області. Всі спектри вимірювалися на базі монохроматора МДР-3 з роздільною здатністю 2,6 нм/мм.

Отримані експериментальні результати аналізувалися на основі існуючих теоретичних моделей та фізичних представлень досліджуваних явищ і порівнювалися з відомими літературними даними.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

1. Отримано нові ГП: p-n-InSe, SnS₂-InSe, що вирізняються наявністю інверсійного шару в рівноважних умовах; уперше запропоновано простий спосіб формування ГП шляхом термічного окислення напівпровідникової підкладки і виготовлено у такий спосіб ГП власний оксид-InSe(In₄Se₃); сформовано ГП ITO-GaTe, а також ГП ITO-GaSe, власний оксид-InSe з локалізацією p-n-переходу, паралельного кристалографічній осі С (С).

2. Уперше показано, що власні оксиди InSe, In₄Se₃ за властивостями близькі до сполуки In₂O₃, оскільки володіють одночасно високою прозорістю та провідністю, що підтверджено електрооптичними вимірюваннями, а концентрація основних носіїв заряду в них носить вироджений характер.

3. Виявлено, що при окисленні на повітрі ШК GaSe, InSe, SnS₂ на поверхні їх власних оксидів утворюється щільний ансамбль наноголок, зорієнтованих перпендикулярно до поверхні, з густиною 2ч4·10¹⁰ см^-2 та латеральними і габітальними розмірами відповідно 40-60 і 1-20 нм залежно від технологічних умов росту наноутворень.

4. Уперше запропоновано створення нових тандемних структур наноструктурована оксидна плівка-ШК, наноструктурована оксидна плівка-ГП і на прикладі системи наноструктурований власний оксид-InSe показано, що самоорганізований ансамбль наноголок оксиду суттєво впливає на процеси об'ємної фотогенерації носіїв у анізотропних кристалах.

5. Уперше виявлено фототранзисторний ефект і ефект перемикання фототранзистора з високоомного в низькоомний стан у структурі із двох симетричних ГП власний оксид-напівпровідник (p-InSe), сформованих у площині сколу кристала на протилежних гранях підкладки.

6. Побудовано зонні діаграми досліджених ГП, а для гетероконтактів вироджений In₂O₃-ШК (GaSe, GaTe, InSe, In₄Se₃) реалізовані ГП як на основних, так і неосновних носіях струму, залежно від величини потенціального бар'єра. Присутність тунельного шару діелектрика на гетеромежі ГП визначає ефекти внутрішнього зростання фото-ерс (GaTe-InSe) та внутрішнього підсилення фотоструму (ITO-GaSe, ITO-GaTe).

7. Визначено, що основними механізмами протікання струму в досліджуваних ГП є дифузійний або термоелектронної емісії, що підтверджено температурними вимірюваннями відповідних ВАХ. У інжекційних ГП на неосновних носіях заряду додатково виявлені рекомбінаційні та тунельно-рекомбінаційні струми. У ГП ITO-Ga₂O₃-GaTe вперше отримано пряму гілку ВАХ, аналогічну до ВАХ тунельних діодів.

8. Установлена кореляція між величиною потенціального бар'єра та різними температурно-часовими умовами вирощування оксиду в ГП власний оксид-InSe на основі дослідження його тунельно-рекомбінаційних струмів: висота бар'єра більша у зразків, окислених при вищій температурі та з меншою тривалістю.

9. Пояснено поведінку високотемпературної екситонної фоточутливості в ШК GaSe і InSe на основі анізотропії їх фотовідгуку та особливостей взаємодії світла з наноструктурованою поверхнею. Визначені екситонні параметри InSe при ЕС конфігурації освітлення (Е -вектор електричного поля електромагнітної хвилі).

10. Досягнуто рекордних значень коефіцієнта фотоплеохроїзму, > 90%, в ГП ITO-GaSe, власний оксид-InSe, завдяки технології ШК GaSe і InSe із природною поверхнею, паралельною осі С. В ГП, виготовлених на хімічно оброблених поверхнях, відповідний коефіцієнт зменшується до 45-60 %. Різна величина температурного зсуву довгохвильового краю фотовідгуку при двох поляризаціях освітлення ГП є причиною зменшення коефіцієнта фотоплеохроїзму при зниженні температури.

11. Показано, що незначні дози (1 - 10 R) високоенергетичного випромінювання (Х-, гамма-промені) суттєво поліпшують фотоелектричні параметри ГП: напругу холостого ходу та струм короткого замикання. Збільшення дози радіації до 300 R не викликає суттєвих змін чи погіршення фотоелектричних параметрів. Запропонована якісна модель утворення радіаційних дефектів, що передбачає їх акцепторну природу.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій. Обґрунтованість наукових результатів випливає із зіставлення та узгодженості експериментально виміряних залежностей та теоретичних аналітичних виразів для різних фізичних процесів. Достовірність результатів і висновків роботи підтверджується комплексністю проведених досліджень, відтворюваністю результатів на багатьох зразках. Правильність наукових положень засвідчена багатьма прикладами фізичних експериментів і відтворенням їх на багатьох типах ГП.

Практичне значення одержаних результатів:

Для виготовлення ГП використані технологічно прості та дешеві методики ван-дер-ваальсівського контакту шаруватих напівпровідників, термічного окислення кристала, пульверизації та піролізу, сплавлення і рекристалізації. Вони є альтернативою традиційним дифузійним методам кремнієвої технології. Це дозволило отримати різні типи ГП, у тому числі, гетеротранзистор.

Створені ГП можуть бути основою багатьох приладів електроніки. Зокрема, існування в рівноважних умовах інверсійного шару деяких ГП може бути використано в якості каналу польових транзисторів з невисокою напругою управління його провідністю.

Усі виготовлені ГП володіли високою фоточутливістю. Це передбачає широкі можливості їх використання як фотоприймачів на різну область спектра, від УФ до ближньої ІЧ. Такі ГП можуть мати як широкосмуговий, так і селективний спектри фоточутливості. Встановлені механізми протікання струму через потенціальні бар'єри ГП дозволяють теоретично передбачити і практично реалізувати фотоелектричні пристрої з гранично досяжною виявною здатністю.

Виявлене явище внутрішнього зростання фото-ерс та внутрішнього підсилення фотоструму можуть використовуватися, відповідно, в сонячних елементах і високочутливих діодах. Щодо сонячних елементів, то їх використання доцільне в концентраторах сонячної енергії для зменшення спаду фото-ерс. У випадку внутрішнього підсилення фотоструму ГП можуть використовуватись в оптронах, де необхідний високий коефіцієнт передачі світлового сигналу в електричний.

Тунельна ВАХ ГП ITO-GaTe з тонким діелектриком на основі власного оксиду передбачає можливість створення тунельних діодів, у яких спадна ділянка ВАХ є результатом зміни характеру протікання струму через перехід: від струму основних до струму неосновних носіїв заряду.

Ефект перемикання фототранзистора з високоомного в низькоомний стан під дією напруги і освітлення може бути використаний у різного типу комутаторах.

Розроблені методи модифікації поверхні ШК і ГП шляхом їх окислення дозволяють формувати нанооб'єкти певних розмірів і структури. Вони можуть бути використані для керованої зміни фотоелектричних параметрів ГП.

Технологія створення ГП з різною локалізацією p-n-переходу дозволила дослідити явище природного фотоплеохроїзму і показати перспективи використання ГП у поляризаційній фотоелектроніці. На сьогодні досягнуто рекордних значень коефіцієнта фотоплеохроїзму, > 90%, для GaSe і InSe. Сильна анізотропія властивостей кристалів з успіхом може бути використана для створення аналізаторів поляризованого випромінювання.

Особливості поведінки власних структурних дефектів ШК можуть бути використані для побудови датчиків високоенергетичного випромінювання, поліпшення фотоелектричних параметрів ГП, їх роботи в умовах підвищеного радіаційного фону.

Результати експериментальних досліджень дозволяють поглибити розуміння фізичних процесів, що відбуваються в ГП з різним типом зв'язку на гетеромежі. Вони можуть бути застосовані під час розробки та виробництва конкурентоспроможних фоточутливих приладів природного, поляризованого та високоенергетичного випромінювання.

Особистий внесок здобувача. Результати, викладені в дисертації, опрацьовані і висвітлені здобувачем особисто. Деякі описані ним фізичні процеси в ШК та виконані узагальнення експериментальних результатів представлені автором уперше. У процесі виконання роботи дисертант брав безпосередню участь у постановці задачі та обговоренні результатів досліджень [1-38], запропонував спосіб формування ГП [5], спосіб створення гетеротранзистора [25, 27], використання наноструктурування поверхні в тандемних системах [33, 36], виготовляв зразки ГП і досліджував їх фотоелектричні властивості [2-4, 6-23, 29, 37], виготовляв зразки і дав пояснення результатам радіаційного впливу на властивості ГП [24, 26, 28, 30, 31], виготовляв зразки і досліджував спектри фотолюмінесценції [32, 38]. Здобувач брав активну участь у написанні всіх наукових статей.

Апробація дисертаційної роботи. Результати досліджень, наявні у дисертації, доповідались і обговорювались на: наукових семінарах Чернівецького відділення ІПМ НАН України; E-MRS Spring Meeting 2002 (Strasbourg, France, June 18 - 21, 2002); International conference “Science for Materials in the Frontier of Centuries: Advantages and Challenges” (Kyiv, November 4 - 8, 2002); Всеукраїнській конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики ЕВРИКА-2003 (Львів, 21 - 23 травня, 2003); E-MRS Spring Meeting 2003 (Strasbourg, France, June 10 - 13, 2003); E-MRS Spring Meeting 2004 (Strasbourg, France, May 24 - 28, 2004); Міжнародній науково-практичній конференції „Сенсорна електроніка і мікросистемні технології” (Одеса, 1 - 5 червня, 2004); 7^th International Conference on Physics of Advanced Materials ICPAM-7 (Iasi, Romania, June 10 - 12, 2004); ІІ Українській науковій конференції з фізики напівпровідників (за участю зарубіжних науковців) УНКФН-2 (Чернівці-Вижниця, 20 - 24 вересня, 2004); 2nd International Conference оn Materials Science аnd Condensed Matter Physics (Chisinau, Moldova, September 21 - 26, 2004); X Міжнародній конференції з фізики і технології тонких плівок МКФТТП-X (Івано-Франківськ, 16 - 21 травня, 2005); Конференції молодих вчених і аспірантів Інституту електронної фізики НАН України ІЕФ-2005 (Ужгород, 18 - 21 травня, 2005); Міжнародній конференції “Современное материаловедение: Достижения и проблемы” (Київ, 26 - 30 вересня, 2005); Всеукраїнському з'їзді “Фізика в Україні” (Одеса, 3 - 6 жовтня, 2005); E-MRS Spring Meeting 2005 (Strasbourg, France, May 31 - June 03, 2005); 7-th International Balkan conference on applied physics (Constanta, Romania, July 5-7, 2006); E-MRS Spring Meeting 2007 (Strasbourg, France, May 28 - June 01, 2007); 8-th International Balkan workshop on applied physics (Constanta, Romania, July 5-7, 2007).

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи повністю відображені в

наукових публікаціях. За темою дисертації опубліковано 65 друкованих праць, у тому числі 38 статей у реферованих наукових журналах, 3 - у збірниках праць і 24 - тезах доповідей конференцій.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаних джерел, що налічує 434 найменування, та додатку. Робота викладена на 382 сторінках, містить 124 рисунки та 27 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність вибраної теми дослідження та її зв'язок з науковими програмами, які виконувалися в Чернівецькому відділенні Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, сформульовані мета та задачі досліджень, зазначені наукова новизна і практична цінність отриманих результатів, наведені дані про апробацію роботи, публікації, особистий внесок здобувача та зміст розділів дисертації.

У першому розділі проаналізовані і, по можливості, узагальнені результати значної кількості праць, присвячених дослідженню ШК групи А^IIIB^VI (GaSe, InSe і ін.), А^IVB₂^VI (SnS₂, SnSe₂) та ГП на їх основі. Найбільша увага приділена процесам формування ГП різного типу, одержаних різними методами, та їх властивостям. Проаналізовані одержані раніше експериментальні дані та відзначені труднощі, з якими стикаються під час дослідження ГП даного типу. Глибокий аналіз літератури став необхідним для коректної інтерпретації електричних властивостей ГП, спектрів їх фоточутливості, спектрів електролюмінесценції та фотолюмінесценції і суттєво вплинув на побудову єдиного погляду на експериментально спостережувані фізичні явища в ШК.

У цьому розділі також розглянуто кристалічну структуру ШК, яка приводить до анізотропних їх властивостей. Зроблено огляд поверхневих властивостей ШК, які можуть легко змінюватись у результаті окислювальних процесів. Приділено увагу питанню наноструктуризації та самоорганізації поверхні ШК у процесі формування інших хімічних фаз. Простежено досягнутий рівень технології ШК та отриманих електрофізичних параметрів цих кристалів. Необхідним виявився аналіз експериментальних результатів з оптичних, люмінесцентних, поляризаційних явищ та електрон-фононної і екситон-фононної взаємодії в ШК. Проведено порівняння властивостей різних бар'єрних структур на основі ШК і моделей, що їх описують. Зазначено, що серед відомих сполук анізотропних кристалів GaSe і InSe характеризуються найвищим коефіцієнтом природного фотоплеохроїзму, і тому необхідні розробки на основі цих кристалів фотоелектричних аналізаторів поляризованого випромінювання. Висвітлено питання впливу різних видів радіації на електрофізичні параметри шаруватих напівпровідників і ГП, сформованих на їх основі.

При опрацюванні літературних даних установлені основні проблеми фізики ШК і ГП на їх основі. Зроблено висновок щодо необґрунтованих або відсутніх пояснень, які стосуються високотемпературної екситонної фоточутливості кристалів, товщинних залежностей інтенсивності екситонних смуг і довгохвильового зсуву краю поглинання (фоточутливості) зі зменшенням товщини кристала у відповідних спектрах. Показано, що товщинні залежності екситонних смуг не дозволяють установити точне значення зонних енергетичних параметрів кристалів. Нез'ясованими залишаються також питання анізотропії енергетичного спектра та екситонних параметрів ШК. Для ГП незрозумілою є констатація двох взаємовиключних тверджень. З одного боку, різні ГП на основі ШК виявляють високі значення фотоелектричних параметрів. З іншого, - для опису електронних процесів, що відбуваються в них, використовується тунельно-рекомбінаційна модель ГП, яка унеможливлює отримання таких високих параметрів. Це зв'язано з тим, що така модель базується на переважаючій ролі в протіканні струму поверхневих станів гетеромежі.

На основі зробленого огляду літературних даних сформульовані мета, задачі та основні напрямки даної дисертаційної роботи.

У другому розділі описані об'єкти і методи дослідження. Об'єктами досліджень були ШК A^IIIB^VI, А^IVB₂^VI (GaSe, GaTe, InSe, SnS₂ і інші) та ГП на їх основі. В технології вирощування різних ШК використовувався в основному метод Бріджмена. Дихалькогеніди олова вирощувалися методом хімічних транспортних реакцій. Лише для кристалів InSe вирощування проводилось як з стехіометричного, так і з нестехіометричного складу компонент сполуки. В першому випадку, отримувались блочні кристали, які необхідні були для отримання природних підкладок із кристалографічною площиною, нормаль до якої N і кристалографічна вісь С задовольняють умові - NC. Такі підкладки використовувались для виготовлення ГП, чутливих до поляризованого світла. Якісні безблочні кристали, із дзеркальною поверхнею сколу, отримувались при нестехіометричному рості з надлишком індію для складу In_1,03Se_0,97. Для зміни типу провідності кристалів InSe з електронного на дірковий використовувались елементи II групи: Cd і Zn, причому менший питомий опір кристалів p-InSe отримували при легуванні кадмієм. Деякі електрофізичні параметри кристалів InSe наведено в табл. 1.

При створенні ГП використовувалися як природні, так і хімічно оброблені поверхні кристалів. Описані методики виготовлення ГП, основними перевагами яких є нескладна і дешева технологія. Так, метод ван-дер-ваальсівського контакту двох напівпровідників, відомий в літературі ще під назвою „оптичного” контакту використовувався для виготовлення нових ГП p-n-InSe, SnS₂-InSe і інших. Вперше, запропоновано створювати ГП методом термічного окислення напівпровідникових підкладок селенідів індію - InSe, In₄Se₃. Метод ґрунтується на тому, що власні оксиди зазначених кристалів володіють

Таблиця 1

Електрофізичні параметри кристалів InSe. (Індекси С, ||С - відповідають вимірам, проведеним у двох взаємно перпендикулярних орієнтаціях відносно кристалографічної осі С)

металевою провідністю і в парі з підкладкою p-типу є активними компонентами ГП. Також при створенні різних типів ГП використовувалися плівки ITO, які створювалися методом пульверизації розчинів відповідних хімічних сполук з наступним їх піролізом.

За допомогою АСМ-зображень досліджені мікрорельєф, шорсткість, латеральні та габітальні розміри наноутворень як неокисленої, так і окисленої поверхні ШК.

Найбільш важливі параметри енергетичних діаграм ГП отримані на основі коректного визначення потенціального бар'єра ц_b, глибини залягання рівнів Фермі у відповідних напівпровідниках і відомостей про ширини їх заборонених зон. Як правило, ВФХ ГП виявляли сильну частотну залежність, що приводило до неоднозначності у визначенні ц_b. Тому потенціальний бар'єр завжди знаходили з частотних залежностей ВФХ по апроксимації ємнісних напруг відсічки до нульової частоти тестуючого сигналу.

Діодні властивості ГП аналізувались на основі вимірювань ВАХ і їх температурних залежностей. Значна фоточутливість ГП дозволила, крім традиційних темнових, використати фотоелектричні методики вимірювання ВАХ: залежності фотоструму насичення від фото-ерс та інтенсивності освітлення від фото-ерс. Виявлено значні розбіжності ВАХ ГП, виміряних на основі статичних темнових і фотоелектричних методик. Вони відрізняються залежностями J(U), причина яких полягає у різному розподілі прикладеної напруги до ГП при подачі зміщення або освітленні. В першому випадку частина прикладеної напруги падає, крім бар'єра, на послідовному опорі. Причому, чим більша величина прямого зміщення, тим суттєвіший спад напруги на опорі. У другому, - виникаюча від освітлення ГП фото-ерс прикладена тільки до p-n-переходу. Тому в цьому випадку J(U)-залежності відображають істинні процеси протікання струму в ГП.

Усі ВФХ і ВАХ ГП аналізувались за теоретичними моделями різних типів діодів. Це дозволило встановити такі важливі параметри ГП, як тип переходу, величина потенціального бар'єра, концентрація нескомпенсованих домішок, механізм протікання струму та інші.

Вплив гетеромежі на властивості ГП і особливості їх фоточутливості досліджувалися за допомогою вимірювань ВАХ і спектрів квантової ефективності фотоструму. Поляризаційні вимірювання проводилися з метою дослідження явища природного фотоплеохроїзму в ГП на основі анізотропних кристалів.

У третьому розділі показані технологічні особливості формування власних оксидів на поверхні ШК GaSe, InSe, SnS₂, а також їх оптоелектронні властивості. Формування якісних оксидних плівок відбувається в процесі термічного окислення кристалів на повітрі при температурах 200-500⁰С протягом короткотривалого (1 - 60 хв.) чи довготривалого (1 - 5 діб) періоду. Електрооптичними вимірюваннями встановлено, що хімічна природа утворених оксидів відповідає вищим оксидам металів у відповідних хімічних формулах сполук. Проявляються як провідні властивості плівок оксидів (In₂O₃, SnO₂), так і діелектричні (Ga₂O₃), залежно від хімічної сполуки. Провідні оксиди відрізняються низьким поверхневим опором, 100 - 400 Ом/?. Різка форма спектра крайового поглинання оксидних плівок свідчить, що за своєю структурою вони наближаються до кристалічних, а енергетичне положення довгохвильового краю збігається з відомими літературними даними щодо ширини забороненої зони відповідних оксидів. Так, електронна провідність власного оксиду InSe дозволила реалізувати ГП, в яких власний оксид є активною його компонентою і простежити за енергетичними параметрами оксиду шляхом вимірювання фотовідгуку ГП. Відповідна смуга фотовідгуку обмежена як з довгохвильового боку (поглинання в InSe), так і з короткохвильового - поглинання в плівці оксиду. Причому, енергетичне положення короткохвильового краю знаходилося при енергії квантів світла 3,5 еВ, яка близька до ширини забороненої зони In₂O₃ з літературних джерел. Аналогічні властивості щодо спектра фотовідгуку та поверхневого опору мають плівки власного оксиду, вирощені на поверхні кристалів In₄Se₃.

Діелектричні властивості Ga₂O₃ досліджувалися за допомогою вимірювань ВФХ ГП ITO-власний оксид Ga₂O₃-GaSe. Ємність таких структур поводиться аналогічно до ємності структур напівпровідник - тонкий діелектрик -напівпровідник і проявляється в монотонному зростанні при переході від обернених до незначних прямих зміщень, а при подальшому зростанні прямої напруги виходить на насичення. Така поведінка ВФХ указує на діелектричні властивості власного оксиду в подібних структурах.

Досліджена топологія поверхневих наноутворень оксидів, наведена якісна картина можливої кінетики формування наноутворень і температурно-часова їх динаміка. Реальні поверхні кристалів володіють певною шорсткістю, або нанорельєфом. АСМ-зображення показали, що наноструктуризація поверхні має місце і для неокислених поверхонь ШК, яка проявляється у вигляді наноголок (GaSe, InSe) чи наносмуг (SnS₂). Такі операції з поверхнею кристалів, як хімічне травлення, вакуумний відпал, окислення суттєво змінюють цей нанорельєф. Зокрема, окислення напівпровідників приводить до утворення нових хімічних фаз оксидів, формування яких відбувається з властивими кожному напівпровіднику наноутвореннями. Топологія наноутворень зазнає суттєвих змін залежно від технологічних умов їх росту.

Густина наноголок сягає величини - 2ч410¹⁰ см^-2.

Установлена динаміка змін поверхневої топології ШК залежно від температурно-часових факторів процесу окислення. Вона проявляється в зміні розмірів, трансформації ансамблів наноголок у коміркову структуру, набутті ними нових форм. Наприклад, окислена поверхня кристалів GaSe візуально набуває мозаїчної структури з різним кольоровим забарвленням окремих комірок.

Можлива кінетика формування наноутворень на поверхні оксидів враховує латеральну міграцію зародкових молекул оксиду за рахунок зменшення механічних напруг на гетеромежі, їх кластеризацію в нанокристали більших розмірів і рекристалізацію під впливом довготривалого окислення.

Розглянено розмірний оптичний ефект на прикладі тандемної структури наноструктурований власний оксид (In₂O₃) - ГП (In₂O₃-InSe). Оскільки власний оксид InSe володіє наноструктурованою поверхнею і поєднує в собі одночасно активну компоненту ГП, то особливості тандемних систем наноструктурована плівка - ГП досліджувалися саме для цього кристала. З рис. 3 видно, що у випадку формування ГП у площині, паралельній осі С (а), фотовідгук , де -квантова ефективність фотоструму, має анізотропний характер по відношенню до енергетичного розміщення довгохвильового краю та величини екситонної фоточутливості за умов освітлення ГП поляризованим світлом у двох крайніх конфігураціях: E||C і EC (в), де E - вектор електричного поля електромагнітної хвилі. Екситонна природа довгохвильового піку підтверджена низькотемпературними вимірюваннями появою в спектрі сателіта меншої інтенсивності з високоенергетичного боку від основного піку (вставка на рис. 3 в). У випадку тандемної системи наноструктурована плівка - ГП площина p-n-переходу перпендикулярна до осі С (б). Освітлення відбувається природним випромінюванням, а результат взаємодії світла з тандемною системою такий же, як і у випадку E||C, що підтверджено відповідними спектрами фотовідгуку та їх низькотемпературними вимірюваннями (г). Це вказує на те, що поширення світла в анізотропному кристалі відбувається з переважаючою поляризацією світла E||C, а сама наноструктурована поверхня оксиду відіграє роль нанорозмірного дифрагуючого елемента.

На прикладі тандемної гетеросистеми наноструктурований власний оксид -InSe виявлено зв'язок між особливостями поверхневої топології оксиду та фотоелектричними спектрами відповідного ГП. Найбільші відмінності виявлені у випадку наноструктиризації поверхні з найбільшою висотою наноголок. При цьому фотовідгук ГП характеризується гігантським крайовим піком. Кожен ансамбль наноголок по-різному впливає на фоточутливість ГП, а їхні розміри - на енергетичний зсув краю фоточутливості в довгохвильову область спектра (рис. 3 д).

З рис. 3 в видно, що параметри екситона в ШК InSe сильно анізотропні. При кімнатній температурі екситон спостерігається лише в одній поляризації освітлення - E||C. На вставці до цього рисунка добре видно тонку структуру екситонного піку. З висоенергетичної сторони від основного піку (n = 1) виникає інший пік (n = 2), порівняно меншої інтенсивності. Аналогічна структура екситонних піків у EC - орієнтації зразків спостерігається тільки при гелієвих температурах. Для випадку E||C була визначена енергія зв'язку прямозонного екситону Е_х, що склала величину 651,8 меВ. Останнє значення істотно відрізняється від величини 14,5 меВ, отриманої зі спектрів оптичного поглинання InSe у EC - конфігурації освітлення. Оскільки в ГП часто спостерігають екситонну фоточутливість при кімнатній температурі в поляризації EC, то її можна пов'язати лише з впливом наноструктурованої поверхні на напрям поширення світла відносно осі C анізотропного кристала. Різна інтенсивність екситонних піків при кімнатній температурі в EC -конфігурації освітлення свідчить про різний степінь наноструктурування поверхні ШК.

У четвертому розділі детально розглянено два підходи до розв'язання проблеми виготовлення якісних ГП з сильно неузгодженими ґратками: за допомогою використання на гетеромежі ван-дер-ваальсівського зв'язку напівпровідників або ж їх власних оксидів. Причому, високопровідні оксиди можуть слугувати в якості самостійних активних елементів ГП, а з діелектричними властивостями - в якості проміжних тунельно-прозорих шарів на гетеромежі. Для ГП власний оксид - напівпровідник уперше продемонстровано високу якість гетеромежі за допомогою фотоелектричних вимірювань і зв'язок міжфазних порушень із технологічними умовами росту оксиду, що дозволило оптимізувати параметри подібних ГП. У випадку ГП з сильно неузгодженими параметрами кристалічних ґраток і коефіцієнтами лінійного термічного розширення двох ШК показано, що визначальним фактором їх якості є підбір не самих матеріалів, а спосіб створення потенціального бар'єра - шляхом ван-дер-ваальсівського зв'язку компонент.

Для різних типів ГП установлені енергетичні зонні діаграми. Профіль їх на гетеромежі відзначається значними розривами в зоні провідності та у валентній зоні. Різна величина розривів приводить у більшості випадків до моноінжекції неосновних носіїв заряду в ГП.

Уперше в ГП n-InSe-p-InSe, SnS₂-InSe виявлено зміщення p-n-переходу від гетеромежі за рахунок появи в одному із напівпровідників приповерхневого інверсійного шару в рівноважних умовах. На рис. 4 показана відповідна

інверсійного шару підтверджує також поведінка ВФХ при прямих і обернених зміщеннях ГП. Вона проявляється в тому, що залежно від області прикладених зміщень до бар'єрної ємності може додаватись ємність інверсійного шару. Тому ВФХ у координатах С^-2(U) володіють різними нахилами.

У ГП з тунельно-тонкими проміжними шарами, що володіють діелектричними властивостями, інжекція неосновних носіїв заряду визначається двома факторами: спадом напруги на збідненій області та на діелектрику. При цьому розриви енергетичних зон між напівпровідниками не є фіксованими і залежно від прикладеної напруги на діелектрику можуть або зростати, або зменшуватися. Наслідком відносного зміщення енергетичних рівнів дозволених зон напівпровідників є спостереження в ГП з тунельним діелектриком ефектів внутрішнього зростання фото-ерс і внутрішнього підсилення фотоструму. На рис. 5 показано зонну діаграму ГП p-GaTe-n-InSe з тонким діелектриком.

валентної зони GaTe, що розміщені вище. При цьому фотоелектрони блокуються забороненою зоною широкозонного напівпровідника і залишаються в приконтактній області. Додатково виникаюча різниця потенціалів спадає на діелектрику і може зростати до тих пір, поки зникне невідповідність у розміщенні енергетичних рівнів валентних зон, тобто коли E_V = 0. Фото-ерс U_xx при цьому складається з двох частин: U_xx = e(_o+E_V) і є максимально досяжною величиною.

Фото-ерс, що прикладена до збідненої області та діелектрика, є аналогом прямого зміщення ГП. Зовсім інша ситуація спостерігається у випадку оберненого зміщення ГП з тунельним діелектриком. А саме: за певної конструкції енергетичних зон стає можливим спостереження явища внутрішнього підсилення фотоструму. Внутрішнє підсилення фотоструму розглянемо на прикладі ГП ITO-Ga₂O₃-p-GaTe, зонна діаграма якого показана на рис. 6. При обернених напругах відбувається збіднення напівпровідника основними носіями, що приводить до струму насичення структури, а на зонній

товстіший діелектрик, тим імовірність тунельних переходів фотогенерованих електронів з напівпровідника у вироджений оксид зменшується. Ситуація накопичення фотоелектронів на гетеромежі приводить до підвищення її потенціалу. В такому випадку фотострум неосновних носіїв заряду породжує додатковий струм основних носіїв заряду (фотодірок) з оксиду в напівпровідник. Тобто має місце явище внутрішнього підсилення фотоструму, аналогічно до того, як воно спостерігається в структурах метал - тонкий діелектрик - напівпровідник, коли напівпровідником є матеріал електронного типу провідності.

Значна величина виродження, з одного боку, та різний згин зон, - з другого, забезпечують функціонування ГП вироджений ITO - ШК як на основних, так і неосновних носіях заряду. В ГП ITO-Ga₂O₃-GaTe вперше показана можливість одержання ВАХ, яка є аналогом прямої гілки ВАХ тунельного діода. На рис. 7 зображено зонну діаграму цього ГП. Як видно з цієї діаграми, розриви дозволених зон настільки великі, що електронним та дірковим інжекційними струмами через ці бар'єри можна знехтувати (а). Водночас на гетеромежі рівень валентної зони GaTe закріплений навпроти зони дозволених рівнів виродженого ITO. Така енергетична ситуація при малих прямих зміщеннях дозволяє діркам GaTe, як основним носіям, надбар'єрно проходити в вироджений ITO, аналогічно до того, як це відбувається на контакті метал-напівпровідник p-типу провідності. При більших прямих зміщеннях товщина ОПЗ зменшується і разом з діелектриком Ga₂O₃ стає тунельно-прозорою для дірок. Вони долають перехід не термоелектронним, а тунельним способом (б). На ВАХ це відображається в зміні механізмів протікання струму через бар'єр з термоелектронного на тунельний. При збільшенні прикладеної напруги зони діелектрика нахиляються так, що рівень E_V GaTe зміщується вниз і опиняється навпроти забороненої зони ITO (в). Тунелювання основних носіїв заряду припиняється через їх блокування забороненою зоною ITO. Водночас інжекційний струм неосновних носіїв ще незначний через великі розриви рівнів у зоні провідності. На ВАХ це відображається в спаді струму, як і в тунельних діодах. При подальшому зростанні прикладеної напруги прямий струм знову зростає за рахунок збільшення інжектованих електронів із ITO в GaTe (г). Відповідна ВАХ такого ГП зображена нижче на рис. 8в.

Основними механізмами протікання струму в досліджуваних ГП є дифузійний або термоелектронної емісії, що підтверджено температурними вимірюваннями відповідних ВАХ. В інжекційних ГП на неосновних носіях заряду додатково виявлені рекомбінаційні та тунельно-рекомбінаційні струми. У ГП ITO-Ga₂O₃-GaTe вперше отримано пряму гілку ВАХ, аналогічну до ВАХ тунельних діодів. Відповідні прямі гілки ВАХ різних ГП показані на рис. 8. Вони описуються відомою формулою: де J_s - густина струму насичення, q - заряд електрона, U - прикладене зміщення, n - діодний коефіцієнт, k - постійна Больцмана, Т - абсолютна температура. Для ГП на неосновних носіях заряду значення n = 1, n = 2 і n > 2 відповідають дифузійній, рекомбінаційній і тунельно-рекомбінаційній складовим ВАХ (рис. 8а). У випадку ГП на основних носіях заряду значення n 1 відповідають струмам термоелектронної емісії (рис. 8б).

У п'ятому розділі розглянено особливості оптичних і фотоелектричних досліджень анізотропних кристалів. Зокрема, показано, що товщинні залежності екситонних смуг поглинання приводять до розбіжностей у точному визначенні екситонних параметрів ШК GaSe, InSe і не мають пояснення в теорії оптичного поглинання. Врахування спонтанної наноструктуризації поверхонь ШК і взаємодії світла з наноструктурованою поверхнею дозволяють пояснити розбіжності відповідних даних. При визначенні екситонних параметрів перевагу варто надавати фото- та електролюмінесцентним методам вимірювань. З іншого боку, спеціальне формування нанооб'єктів на поверхні ШК може бути використано для керованої зміни коефіцієнта оптичного поглинання, тобто області фотогенерації носіїв. кристал фотоелектричний діелектрик спектральний

Анізотропні властивості ШК щодо оптичного поглинання проявляються в явищі природного фотоплеохроїзму. Для його спостереження використовують лінійно-поляризоване світло і конфігурацію освітлення ГП, показану на рис. 3а. Зміни фоточутливості залежно від азимутального положення вектора електричного поля електромагнітної хвилі Е відносно С можуть бути виявлені або за допомогою фотоопорів, або у відповідних ГП. У літературі представлені результати досліджень явища фотоплеохроїзму лише для фотоопорів. Проте аналіз поляризації світла може бути спрощений завдяки поєднанню одночасно азимутальної й інтегральної фоточутливості в ГП. Зауважимо, що серед відомих сполук анізотропних кристалів ШК GaSe і InSe показали найвищі значення азимутальної фоточутливості. На рис. 9 зображена залежність фотоструму і від кута між площиною поляризації Е та С на довжині хвилі світла 632,8 нм для ГП власний оксид-p-InSe. Як видно з цього рисунка, дана залежність добре описується узагальненим законом Малюса:

і = і_|| cos² + іsin² ,

де і , і_|| , і- вимірюваний фотострум при куті ц і його складові при Е||С і ЕС.

Поляризаційну чутливість зручно розглядати за допомогою коефіцієнта фотоплеохроїзму, який визначається згідно з формулою: P = (і_|| - і) / (і_|| + і). Досягнуто рекордних для анізотропних матеріалів значень P у ГП ITO-GaSe, власний оксид-InSe, що перевищують 90 % для довжини випромінювання гелій-неонового лазера ( = 632,8 нм).

На явище фотоплеохроїзму істотний вплив має обробка поверхонь кристалів спектр коефіцієнта фотоплеохроїзму. Видно, що фотоплеохроїзм крайового поглинання досягає найбільших значень, а коефіцієнт фотоплеохроїзму змінює знак із додатного на від'ємний, що зумовлено особливостями оптичного поглинання в глибині фундаментальної смуги. Для ГП ITO-GaSe коефіцієнт фотоплеохроїзму завжди додатний в усьому спектральному діапазоні 1,9-3,1 еВ. Його максимум припадає на довжину хвилі 0,61 мкм. Різна спектральна поведінка P пов'язана як з анізотропією енергетичного спектра відповідних шаруватих напівпровідників, так і з анізотропією оптичного поглинання в них.

Цікаві також результати температурних вимірювань анізотропії енергетичного спектра ШК в поляризованому світлі, які представлені на рис. 12. Уперше виявлено, що температурний зсув краю фотовідгуку для двох поляризацій освітлення різний: ДE_||/ДT = - 4,810^-4 еВ/К і ДE/ДT = - 1,710^-4 еВ/К. Як наслідок, при зниженні температури неоднакове температурне зміщення краю в спектрі фотоструму приводить до зменшення коефіцієнта