Исследование кинетики фотопроводимости пленок селена, подвергнутых воздействию паров висмута

С применением полученных номограмм появляется возможность как предсказания ПМС сплава в зависимости от исходного состава сплава и режима последующей термообработки, так и подбора состава сплава и режима термообработки в зависимости от требуемого набора ПМС материала.

Обобщая результаты, полученные на примере ряда промышленно выпускаемых сталей аустенитного класса и четырёх МС можно ожидать существования подобных корреляционных зависимостей для других классов материалов и для других МС. В частности, развитый подход перспективен, например, для предвидения твердости металлических покрытий, созданных различными методами - СВС, плазменной и индукционной наплавкой, ионной бомбардировкой. Список использованной литературы

1. Баранов М.А. Взаимодействие распределённых по Гауссу облаков заряда как элементов электронных оболочек // Символ науки Часть 1. - 2015. - N 9 - C. 9-15.

2. Баранов М.А., Щербаков В.М. Роль превалирующей фазы в формировании механических свойств сплавов сложного химического состава // Международный научно-исследовательский журнал. Часть 1.- 2013. - N 7(14) - C. 5-7.

3. Баранов М.А., Щербаков В.М., Романенко В.В., Черных Е.В. Влияние химического состава сплавов аустенитного класса на их механические свойства. // Вестник Тамбовского университета. т. 15., вып. 3. 2010, с.1016-1017.

4. Марочник сталей и сплавов. Под ред. А.С. Зубченко. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2003, 783 с.

5. Baranov, M.A. Sherbakov V.M. Simulation of Multicomponent Crystal States as Tool of Forecasting and Programming of Mechanical Properties of Alloys // Journal of Materials Science and Engineering. - 2011.- V.1.- N 3.- P. 398-407.

© М.А. Баранов, В.М. Щербаков, 2015

УДК 539.216.2:539.293.231:535.215

Дензанова Татьяна Викторовна

канд. физ.-мат. наук, доцент КГУ г.Курган, РФ Никифорова Лидия Николаевна, старший преподаватель КГУ, г.Курган, РФ E-mail: nik_lidia@mail.ru Пешкова Ирина Александровна ведущий инженер КГУ, г.Курган, РФ E-mail: rashmy@rambler.ru

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ФОТОПРОВОДИМОСТИ ПЛЕНОК СЕЛЕНА, ПОДВЕРГНУТЫХ ВОЗДЕЙСТВИЮ ПАРОВ ВИСМУТА

Аннотация

В статье изложены результаты исследования кинетики фотопроводимости пленок аморфного селена, активированного парами висмута.

При комнатных температурах в образцах наблюдается затяжная фотопроводимость со временем релаксации порядка нескольких минут.

Ключевые слова

полупроводники, фотопроводимость, селен, селенид висмута, гетеропереход, аномальная

фотопроводимость.

The study of the kinetics of photoconductivity of films of selenium, exposed to vapors of bismuth

Abstract. The article presents the results of a study of the kinetics of photoconductivity of films of amorphous selenium, bismuth activated in pairs. At room temperature in the samples there is a positive photoconductivity from the relaxation time of the order of several minutes.

Index terms: semiconductors, photoconductivity, selenium, bismuth selenide, a heterojunction, abnormal photos

В сложных полупроводниковых системах наблюдается явление аномальной фотопроводимости (АФ), характеризующееся независимостью стационарной фотопроводимости от интенсивности света, спектральной памятью и др. особенностями [1]. Для объяснения этого явления предложено несколько теоретических моделей [1-5]. Согласно [5] АФ образец представляет собой пленку из широкозонного полупроводника, на поверхности которой находится островковая структура из низкоомного материала. Свойства АФ объясняются процессами, происходящими на гетеропереходе, образующемся на границе островков со сплошной пленкой. Наиболее четко явление АФ проявляется на пленках аморфного селена, выдержанного в парах ртути.

Нами исследована возможность получения АФ системы на пленках селена, активированных парами висмута. Пленки аморфного селена были получены с помощью универсального вакуумного распылителя УВР-1 конденсацией селена из паровой фазы на подложки из оргстекла размеров 15х5 мм. На края подложек предварительно наносились электроды из алюминия. Активирование пленок селена осуществлялось рассеянным молекулярным потоком висмута при остаточном давлении газа около 10-3 Па. Между корзинкой из вольфрама, в которую загружался висмут, и пленкой селена помещалась стеклянная пластика, исключающая прямое попадание атомов висмута на селен. Сопротивление образца контролировалось тераомметром. Оптимальной фоточувствительностью обладали образцы с сопротивление 1011 - 109 Ом.

Фотопроводимость пленок исследовалась с помощью установки, блок-схема которой представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Блок-схема установки для исследования кинетики фотопроводимости: 1- вентилятор, 2- лампа, 3- тепловой фильтр, 4 - светофильтр, 5- камера, 6 - образец, 7 - тераомметр, 8 -потенциометр КСП-4, 9 -

рельс, 10 - ползунки

Образец помещался в экранированную светонепроницаемую цилиндрическую камеру из алюминия, в которой он крепился к электродам с помощью пружинного зажима; электроды подсоединялись экранированными проводами к тераомметру МОМ-4. Выход тераоометра подключался к самопишущему потенциометру типа КСП-4. В качестве источника света использовалась лампа в кварцевом баллоне мощностью 150 Вт, монохроматизация света осуществлялась с помощью стандартных оптических светофильтров. Инфракрасное излучение лампы поглощалось тепловым фильтром.

Характер фотопроводимости исследованных образцов представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Кинетика фотопроводимости пленки 8е-(Б128еэ) под действием света различной длины волны:

1 - красный свет, 2- желтый свет, 3 - зеленый свет

Из анализа кинетики фотопроводимости следует, что исследованные нами образцы обладают затяжной положительной фотопроводимостью. Время выхода на стационарный световой уровень проводимости зависит от спектрального состава света и изменяется от нескольких минут для зеленого света до десятков минут для красного. Такая зависимость согласуется с моделью АФ системы, рассмотренной в [5]: вероятность туннелирования носителей тока через потенциальный барьер на границе гетероперехода Se-BÍ2Se3 возрастает из-за уменьшения ширины барьера для коротковолнового излучения.

В заключение отметим, что кинетика фотопроводимости исследованных нами образцов при комнатной температуре сходна с кинетикой фотопроводимости пленок селена, активированного парами ртути. Таким образом, эти полупроводниковые системы весьма перспективны для изучения аномальной фотопроводимости при низких температурах. Список используемой литературы:

1. Корсунский М.И Аномальная фотопроводимость и спектральная память в полупроводниковых системах. М.: Наука, 1978. 319 с.

2. Базакуца В.А., Мохов Г.Д. К вопросу о природе аномальной фотопроводимости пленок селена, активированных ртутью //Известия вузов. Серия «Физика». 1967. № 7. С.139.

3. Рывкин С.М. О природе так называемой «аномальной» фотопроводимости // ФТП. 1974. Т.8. В.2. С373-382.

4. Шейнкман М.К., Шик Н.Я. Долговременная релаксация и остаточная проводимость в полупроводниках // ФТП. 1976. Т10. В.2. С.209-232

5. Суслов М.В., Тыщенко А.П. Модель аномальной фотопроводимости пленок селена, активированных ртутью // Вестник Курганского государственного университета. Серия «Естественные науки». 2013. Выпуск

6. №3(30). С 49-51.

©Т.В. Дензанова, Л.Н. Никифорова, И.А. Пешкова, 2015