Борковська Л. В. Електронні та іонні процеси в світловипромінюючих напівпровідникових матеріалах на основі сполук А2В6 і А3В5

Дисертацію присвячено встановленню механізмів перебудови підсистеми дефектів в об’ємних і нанорозмірних світловипромінюючих напівпровідникових матеріалах на основі сполук А2В6 і А3В5 під дією електричного поля, термічного відпалу та опромінення і з’ясуванню впливу цієї перебудови на нерівноважні електронні та іонні процеси в цих матеріалах. Досліджено чотири класи нанорозмірних об’єктів, які є актуальними для створення високоефективних, енергозберігаючих та дешевих світловипромінюючих приладів видимого та ближнього інфрачервоного діапазонів світла: тонкі плівки, гетероструктури з квантовими ямами (КЯ) і самоорганізованими квантовими точками (КТ), колоїдні КТ і композити на їх основі. На прикладі монокристалів ZnO і CdS, які були модельними об’єктами, продемонстровано, що за допомогою електричного поля можна легувати та очищати матеріали сполук А2В6 від домішок металів, а також розділити вплив домішок та власних точкових дефектів на їх люмінесцентні характеристики. В тонких шарах і монокристалах ZnO виявлено ефекти, зумовлені впливом внутрішніх електричних полів на перелокалізацію мілких донорів та характер сегрегації домішок рідкоземельних металів при термічних відпалах. В гетероструктурах сполук А2В6 виявлено ефект негативного впливу катіонних вакансій на самоорганізацію КТ через посилення процесів інтердифузії. Продемонстрована роль вакансій в деградації структур з КТ при термічних відпалах і підтверджена вища термічна стабільність структур з КТ у порівнянні з КЯ. Встановлено механізми термічного гасіння інтенсивності екситонної фотолюмінесценції (ФЛ) в гетероструктурах CdSe/ZnSe та InAs/ InGaAs/GaAs з самоорганізованими КТ та запропоновані люмінесцентні методи контролю розподілу дефектів в цих матеріалах. Запропоновані способи підвищення інтенсивності ФЛ гетероструктур CdZnTe/ZnTe та InGaAsN/GaAs з КЯ. Ідентифіковані процеси та запропоновані механізми перебудови дефектів на поверхні нелегованих та легованих домішками металів колоїдних КТ сполук А2В6 та А1А3В6, стимульовані опроміненням світлом, взаємодією з іонами важких металів та приєднанням біо-молекул. Виявлено ефекти фото- та термостимульованого підсилення та деградації ФЛ в композитах з КТ, які зумовлені перебудовою функціональних груп полімеру на інтерфейсі КТ/желатин і КТ/полівініловий спирт і виявлена вища стабільність композитів з желатином. Продемонстровано можливість використання колоїдних КТ сполук А1А3В6 для детектування іонів важких металів. Запропоновано метод підтвердження утворення біокомплексів з колоїдними КТ CdSe(Te)/ZnS, який базується на реєстрації зміни спектрального положення смуги люмінесценції КТ.