Azərbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ sumqayit döVLƏt universiteti Əlyazması hüququnda

FƏSİL 2

NÜMUNƏLƏRİN HAZIRLANMASI VƏ ÖLÇMƏLƏRİN METODİKASI
2.1. GaSe monokristallarının alınması və nümunələrin hazırlanması

Tədqiqat obyekti kimi yüksəkomlu qallium selenid monokristalları seçilmişdir. Bu onunla bağlıdır ki, GaSe monokristalları spesifik laylı quruluşa malikdir. Layların arasında kimyəvi rabitə zəif olduğundan bu yarımkeçiricinin qadağan olunmuş zonasında müxtəlif nəzarət olunmayan defektlər yaranır ki, bu da bir sıra qeyri-adi foto- və elektrik hadisələrinin aşkar edilməsinə gətirir.

Monokristalların alınması texnologiyası, zəif sahələrdə qalvanomaqnit, elektrik xassələri, optik xassələri, məxsusi fotokeçiricilik, GaSe-nın istilik xüsusiyyətləri artıq 70-ci illərin başlanğıcına tədqiq edilmişdi [24, 38, 39, 40-42]. Onlarda inyeksiya elektrolüminessensiyası [43], foto - və elektrik yaddaşı [44, 45], spektral yaddaş [46], həcmi yüklərlə məhdudlanan cərəyanlar [21], qızmar yük daşıyıcılarının termo-ehq [49], çevirmə effekti [28, 29] aşkar edilmişdi. Göstərilmişdi ki, GaSe monokristallarının elektron xassələri əhəmiyyətli dərəcədə böyütmə texnologiyasının rejimi ilə müəyyən edilir.

Böyütmə texnologiyası rejimindən asılı olaraq onlar aşağıomlu və yüksəkomlu kristallara bölünürlər. Yüksəkomlu monokristalların elektron xassələrini bütövlükdə yüksəkomlu inklüzyonları olan aşağıomlu matrisdən ibarət qeyri-bircins yarımkeçirici modeli çərçivəsində vahid mövqedən izah etmək mümkündür.

Həmçinin müəyyən edilmişdir ki, qallium selenid monokristalları qeyri-bircins yarımkeçiricilərdə yük daşıyıcılarının aşqar səviyyələrlə qarşılıqlı təsirinin, qadağan olunmuş zonasında bir neçə aşqar səviyyəsi olan geniş zonalı yarımkeçiricilərdə inyeksiya və işıqla stimullaşdırılmış elektron proseslərinin tədqiqi üçün münasib obyektdir, Təbii ki, belə tədqiqatlar qallium selenid monokristallarının xüsusiyyətlərin üzə çıxardılması və praktiki tətbiq imkanlarının, eləcə də yarımkeçiricilərdə stimullaşdırılmış keçiricilik və elektrik dayanıqsızlıqları mexanizmlərinin müəyyənləşdirilməsi üçün maraqlı və faydalı olardı.

GaSe birləşməsi bizim tərəfimizdən [40]-da təsvir edilmiş rejimdə stexiometrik nisbətdə götürülmüş tərkib komponentlərin birgə əridilməsi metodu ilə sintez olunmuş, onların monokristalları isə külçəsinin boyunca temperaturların daimi qradiyenti halında yavaş-yavaş soyudulma metod ilə böyüdülmüşdür [53].

Alınmış GaSe monokristalları güzgü səthinə və mikayabənzər laylı quruluşa malik idi. GaSe monokristalları üçün xüsusi qaranlıq müqaviməti 300 К temperaturda _q0 = 10⁵10⁶ Omsm təşkil edirdi. Bu halda yük daşıyıcıların yürüklüyü 20100 sm²/Vs-ə, sərbəst yük daşıyıcıların konsentrasiyası 10¹²10¹⁴ sm^-3 -ə bərabər olmuşdur.

2.2. Təcrübi qurğu və ölçmələrin metodikası.
Yarımkeçiriciyə işıq və xarici elektrik sahəsi təsir etdikdə onda müxtəlif proseslər (kontakt, istilik, lüminessensiya, optik və s.) baş verə bilər və iki və daha çox effektin eyni zamanda təzahürü təcrübi məlumatların anlanmasını çətinləşdirə bilərlər. Ancaq münasib metodların tətbiqi ilə elə şərait yaratmaq olar ki, bu hadisələrdən biri üstünlük təşkil etsin və onun ayrılıqda tədqiqini həyata keçirmək mümkün olsun.

Biz həmçinin yuxarıda göstərilən meyarlara cavab verən təcrübi metodikalar və sxemlərdən istifadə etmişik. İnduksiyalanmış aşqar fotokeçiricilik cərəyan generatoru rejimində fasiləsiz və impuls işıqlandırmanın təsiri altında, stimullaşdırılmış keçiricilik və cərəyanın rəqsləri gərginlik generatoru rejimində araşdırılmışdır.

Təcrübi qurğunun blok-sxemi şək. 5-də göstərilmişdir.

Dəyişən yük müqaviməti (2) ilə ardıcıl birləşdirilmiş nümunə (1), müxtəlif tipli mənbədən (UİP-1 və ya quru elementlər batareyası) (3) qidalanır. İşıq mənbəyi kimi 400 Vat güclü közərmə lampasından (4) istifadə edilmişdir, monoxromatik işıq ZMR-3 (və ya İKS-22) (5) monoxromatorunun köməyi ilə alınmışdır. Fotocərəyan KSP-3 özüyazan cihazla, registratoruyla qeyd edilirdi; ilkin differensial gücləndirici C1-15 ossiloqrafı və ya M-224 tipli mikroampermetrlə (6) qeyd edilirdi. İşıq dəstəsinin kəsilməsi ~1 ms kəsilməni təmin edən sürgü (7) vasitəsilə həyata keçirilirdi. Nümunədə gərginliyin düşməsi B7-21 (8) tipli rəqəmsal voltmetrlə ölçülmüşdür.

Tədqiq olunan effektlərin temperatur asılılığının öyrənilməsi üçün nümunə Т = 77 - 450 К temperatur intervalında ölçülər aparmağa imkan verən xüsusi kriostata (9) yerləşdirilirdi. İşıqlanmanın intensivliyi xüsusi metal torların və ya neytral şüşə süzgəclərin (10) dəstinin köməyi ilə tənzimlənirdi, işıq dəstəsinin fokuslanması isə toplayıcı linzanın (11) köməyi ilə həyata keçirilirdi.

Nümunənin temperaturu birbaşa nümunəyə yapışdırılan mis-konstantan termocütün (12) köməyi ilə ölçülürdü. Cərəyanın rəqsləri bilavasitə C1-65 tipli ossiloqrafının ekranında müşahidə olunurdu.

B7-21


Şək. 5. Ölçmə qurğusunun blok-sxemi.