LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Фізика. Астрономія → Акустична емісія в світловипромінюючих структурах на основі сполук GaP, GaAs та GaN

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ імені В. Є. ЛАШКАРЬОВА

НАЦІОНАЛЬНОЇАКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ





ВЕЛЕЩУК ВІТАЛІЙ ПЕТРОВИЧ




УДК 621.383:621.381.2,

534.2, 535.376, 535.211






АКУСТИЧНА ЕМІСІЯ В СВІТЛОВИПРОМІНЮЮЧИХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВІ СПОЛУК GaP, GaAs та GaN



01.04.07 – фізика твердого тіла










Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук










Київ 2008

Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова Національної Академії наук України


Науковий керівник доктор фізико-математичних наук, професор

Власенко Олександр Іванович,

Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова

Національної Академії наук України,

заступник директора з наукової роботи,

завідувач відділу проблем дефектоутворення і

нерівноважних процесів в складних напівпровідниках


Науковий консультант кандидат фізико-математичних наук,

доцент, старший науковий співробітник

Ляшенко Олег Всеволодович,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка,

старший науковий співробітник кафедри загальної фізики


Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор

Сукач Георгій Олексійович,

Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій,

завідувач кафедри фізики


доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Прокопенко Георгій Іванович,

Інститут металофізики імені Г.В. Курдюмова

Національної Академії наук України,

завідувач відділу акустики твердого тіла


Захист відбудеться "20" червня 2008 р. о 1415 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.199.01 в Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України за адресою: 03028, Київ-28, проспект Науки, 41


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України: 03028 Київ-28, проспект Науки, 45


Автореферат розіслано "___" ___________ 2008 р.



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат фізико-математичних наук О.Б. Охріменко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Питання про максимальну надійність напівпровідникових приладів електронної техніки, та можливість використання їх при максимально досяжних фізико-технічних параметрах або в екстремальних умовах постійно приковує увагу як технологів так і дослідників. Саме наявність процесів деградації та дефектоутворення, різноманітних флуктуаційних процесів та невизначеність порогових параметрів при дії зовнішніх полів використовуваних структур накладає конкретні обмеження на їх практичні застосування. Вирішення даних проблем перш за все базується на дослідженні фізичних причин дефектоутворення, динаміки дефектів та трансформації функціональних параметрів напівпровідникових структур та пристроїв на їх основі.

Одним із небагатьох незалежних неруйнівних тонких експериментальних методів, що можуть не тільки виявити, але й визначити характер і напрям цих процесів в кристалах і функціональних структурах приладу є метод акустичної емісії (АЕ) [1], що базується на реєстрації акустичних імпульсів шумового характеру від внутрішніх джерел, в тому числі при зовнішньому статичному чи динамічному їх навантаженні, зокрема при зародженні та русі дислокацій, при зриві внутрішніх механічних напруг, руйнуванні кристалу тощо.

В останні роки в зв'язку з розвитком енергозберігаючих технологій та пошуком альтернативних надійних, ефективних та дешевих джерел освітлення значно зріс практичний та науковий інтерес до люмінесцентних твердотільних структур.

Проте при виготовленні діодних та лазерних гетероструктур на основі сполук А3В5 і твердих розчинів на їх основі та їх експлуатації при критичних режимах слід враховувати неоднорідність електричного струму по перерізу структури завдяки геометричній конфігурації контактів, а також різницю модулів пружних сталих, коефіцієнтів лінійного термічного розширення та сталих граток на границях гетеропереходів, теплового опору активного середовища та тепловідводу. Це призводить при протіканні струму до значних градієнтів температур і відповідно до значних термомеханічних напруг (до 107 Па) [2], що є причиною небажаної локальної мікропластичності матеріалу при критичних густинах струму в умовах джоулевого саморозігріву. Дані локальні ділянки структури, де відбувається релаксація механічних напруг при протіканні струму та нагріві є джерелами акустичної емісії [3]. Мікропластичність напівпровідникових структур також може бути зумовлена наявністю в об'ємі структури включень основних компонент [4] та домішок.

Вищесказане значно прискорює деградацію їх люмінесцентних та електричних характеристик, знижує коефіцієнт корисної дії, ефективність та тривалість функціонування. Оскільки початок деградаційних процесів виявляється та контролюється методом АЕ, то звідси випливає, що спостереження АЕ в об'єктах електронної техніки є важливою практичною задачею.

З наукової точки зору вивчення процесів АЕ і її застосування у фізичних дослідженнях може вирішити одну із фундаментальних проблем фізики твердого тіла – виявлення в режимі реального часу і встановлення домінуючих процесів природної та стимульованої зовнішніми фізичними полями трансформації системи протяжних дефектів, в тому числі пластичної деформації кристалічних матеріалів. Необхідно підкреслити, що на даний момент практично не існує інших неруйнівних експрес – методів спостереження динаміки протяжних дефектів та просторово – часової еволюції дефектної підсистеми, окрім методу АЕ.

Оскільки на сьогодні майже відсутня практично важлива інформація про процеси акустичної емісії в світловипромінюючих структурах на основі сполук А3В5, зумовленої перебудовою дефектної підсистеми в складних напівпровідниках та напівпровідникових структурах, дана проблематика є безумовно актуальною. Актуальність цієї тематики зумовлена і тим що в Україні існує потужний науково-технічний