Насєка Ю. М. Дефектоутворення у кристалах CdZnTe та алмазних полікристалічних плівках

Дисертація присвячена оптичному дослідженню особливостей дефектоутворення у детекторних матеріалах CdZnTe та алмазних полікристалічних плівках, зумовленого технологічними процесами, які застосовують при виготовленні радіаційних детекторів та радіаційним опроміненням. Основними методами дослідження є фотолюмінесценція та комбінаційне розсіювання світла. Тестування детекторних властивостей кристалів CdZnTe та алмазних плівок проводилось на стандартному спектрометричному тракті з багатоканальним аналізатором. В роботі визначено основні типи дефектів у досліджуваних матеріалах, індукованих зміною технологічних параметрів росту, легуванням, термічними відпалами та опроміненням швидкими електронами і γ-квантами. Встановлено динаміку взаємодії ростових дефектів з дефектами, зумовленими післяростовими факторами. Зокрема, показано ефективність легування кристалів CdZnTe донорними домішками In та Ge для компенсації ростових та радіаційних вакансійних дефектів. Встановлено, що ефект компенсації залежить від концентрації легуючих домішок. Визначено, що оптимальна концентрація для домішки Ge лежить в околі 7×1018 cм-3, а домішки In – (8–10)×1016 cм-3. Встановлено динаміку взаємодії атомів легуючої домішки Ge у кристалах Cd0.96Zn0.04Te:Ge з радіаційними VCd при накопиченні дози γ-опромінення до 500 кГр. Показано, що основна перебудова дефектно-домішкового складу кристалів Cd0.96Zn0.04Te:Ge має місце до дози 100 кГр, що суттєво перевищує відповідний поріг для нелегованих кристалів (10 кГр), та визначається генерацією вакансій кадмію, їх іонізацією, заповненням атомами Ge та об’єднанням у комплекси GeCdVCd. В результаті дослідження процесів дефектоутворення у алмазних полікристалічних плівках, зумовлених технологічними особливостями їх осадження методом PECVD, встановлено, що плівки складаються з двох структурних компонент – алмазної (sp3 – фаза вуглецю) та вторинної неалмазної (суміш sp2 + sp3 фаз вуглецю). Їх об’ємна частка залежить від параметрів осадження – матеріалу та температури підкладки, складу робочої газової суміші та її тиску. Показано, що заміщення водню у суміші CH4+H2 на N2 та Ar приводить до зменшення латерального розміру алмазних зерен до нанометрових, зростання об’ємної частки sp2 фази вуглецю та розміру її кластерів та суттєвого зниження питомого опору (до 10-1 Ом‧см). Виготовлені, на основі алмазних плівок, детектори показали високу чутливість при реєстрації α-випромінювання