Лучечко А. П. Нерівноважні електронні фото- та термостимульовані процеси в оксидних матеріалах функціональної електроніки на основі галію та алюмінію

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми – з’ясуванню особливостей фото- та термостимульованих електронних процесів, зокрема, встановленню механізмів люмінесценції та перенесення енергії збудження, вивченню природи рівнів захоплення та центрів рекомбінації носіїв заряду в оксидах на основі галію та алюмінію, легованих іонами перехідних (Cr3+, Mn2+) та рідкісноземельних (Tb3+, Eu3+, Yb3+) металів. Встановлено роль структурних дефектів та домішкових іонів у формуванні центрів люмінесценції, створенні плитких та глибоких рівнів захоплення електронів, перенесенні заряду та енергії до центрів свічення. Визначено енергії температурного гасіння люмінесценції та глибини залягання пасток. Запропоновано зонну модель локальних енергетичних рівнів в монокристалах -Ga2O3, яка пояснює спостережувані залежності виходу домішкового свічення, механізми термостимульованої люмінесценції(ТСЛ) та фотопровідності. Показано, що галати магнію та цинку (Zn,Mg)Ga2O4, одночасно леговані іонами Eu3+ та Mn2+, можна використати як люмінофори в світлодіодах оскільки вони дозволяють керувати кольором свічення за рахунок зміни довжини хвилі збудження та/або концентрації активатора. Встановлено вплив технології синтезу кристалофосфоруGd3Ga5O12: Tb3+ на ефективність його фотолюмінесценції в зеленій ділянці спектра.Запропоновано механізми гасіння фотолюмінесценції Y3Al5O12: Yb3+ у ближній ІЧ ділянці спектра. Встановлено, що високотемпературні максимуми ТСЛ в оксидах на основі галію, пов’язані з кисневими вакансіями. Показано, що глибокі пастки є стабільними в часі та можуть використовуватись для дозиметрії іонізуючого випромінювання. При цьому плиткі пастки є відповідальними за тривале післясвічення галатів. Значна увага приділена вивченню явища оптично-стимульованої люмінесценції (ОСЛ) в галатах магнію і цинку, а також ортоалюмінату ітрію (YAlO3), активованих іонами Mn2+. Показано, що під дією іонізуючого випромінювання в матеріалах генеруються електрони і дірки, які захоплюються на глибоких пастках. Зчитування дози опромінення здійснюється при оптичній стимуляції в неперервному або імпульсно-модульованому режимі. Величина сигналу ОСЛ пропорційна поглиненій дозі. Отримані в роботі результати можна використати для прогнозованої модифікації люмінесцентних та електричних властивостей оксидних матеріалів функціональної електроніки на основі галію та алюмінію шляхом зміни дефектної структури, типу та концентрації домішок, що є важливим для практичного застосування.