ARGUMENTAREA

argumentarea

Directiei stiintifice "Investigarea proceselor electronice si a spectrului energetic al defectelor native si impuritare īn semiconductorii cu banda interzisa larga A^IIIB^V si A^IIB^VI īn aspect fundamental"

Īn domeniul cercetarilor fundamentale se observa un interes deosebit fata asa īntrebari a fizicii corpului solid, precum: natura starilor excitonice īn sis 111u2010b temele neordonate si stabilirea criteriilor de localizare si delocalizare a starilor electronice (problema localizarii si tranzitiei metal-dielectric), formarea spectrului energetic a electronilor, luīnd in consideratie interactiunile electron-electron, (problema fantei energetice īn densitatea starilor), transferul-tunel al sarcinii pe starile localizate īn sistemele neordonate. Este cu  desavārsire clar, ca un sir important de proprietati al semiconductorilor se determina prin intermediul starilor localizate.

Problema conductibilitatii pe impuritati īn semiconductori este o parte din problema proceselor cinetice īn sistemele neordonate si din aceasta cauza rezolvarea ei prezinta un interes stiintific deosebit.

Elaborarile teoretice īn problemele enumerate mai sus au adus la prezicerea unui sir de efecte noi, crearea unui sir de modele fizice si au stimulat cercetarile fundamentale ale proceselor de radiatie īn sistemele neordonate, scopul carora a fost verificarea experimentala a modelelor si principiilor teoretice dezvoltate.

Sunt elaborate experimentele de baza in privinta verificarii concluziilor teoriei de percolare a conductibilitatii prin impuritati a semiconductorilor cu banda izotropica. Sunt depistate si studiate efectele magnetorezistentei gigantice pozitive, majorarii energiei de ionizare a impuritatii si densitatii de stari īn vecinatatea nivelului Fermi īn cāmpul magnetic, conductibilitatea neohmica "prin salt", fantei colombiene cu densitatea de stari nula la nivelul Fermi, conductibilitatea "prin salt" pe starile nivelului inferior al benzii de conductie la temperaturi inalte (T<100 K).

Īn monocristalele n-ZnSe este realizata tranzitia metal-dielectric (m-d) prin doua metode: variatia concentratiei impuritatii de baza sau variatia gradului de compensare a cristalelor puternic dopate. S-a stabilit, ca comportamentul parametrilor sistemului īn vecinatatea tranzitiei m-d este descris de teoria Snelling si dovedeste continuitatea tranzitiei; compensarea deplaseaza tranzitia m-d īn regiunea concentratiilor critice mari si īl imprastie; pe masura apropierii de tranzitia m-d fanta colombiana se adānceste si se īngusteaza pāna la disparitia completa la tranzitie. Pe partea metalica a tranzitiei m-d este depistat efectul magnetorezistentei negative, cauzat de corectiile cuantice la conductibilitate īn cāmpul magnetic.

O particularitate importanta a semiconductorilor neordonati este prezenta īn ei a neomogenitatilor microscopice, care lasa urmari considerabile asupra caracteristicilor proceselor electronice. Mai īntāi de toate aceasta este legat de existenta īn asa materiale a fenomenelor de relaxare īndelungata a conductibilitatii (RĪC) si memorie optica (MO). Īn cristalele de n-ZnSe cu defecte de radiatie sau dopate cu impuritate compensata de sarcina multipla de cupru sunt depistate si studiate efectele RĪC si MO. Sunt propuse modelele de claster si de bariera dubla a semiconductorului microscopic neuniform, ce explica efectele observate, stingerea termica si de cāmp a lor.

Dirijarea cu componenta impuritara si de defecte native a materialelor semiconductoare ramāne o directie prioritara īn fizica semiconductorilor. Este evidentiat rolul defectelor native si impuritare īn formarea spectrului energetic a cristalelor de ZnSe prin intermediul studiului spectrelor de foto- si catodoluminescenta la temperatura joasa a complexel

Un loc deosebit īn aceasta problema ocupa īntrebarile legate de influenta impuritatilor de sarcina multipla asupra proprietatilor fundamentale ale semiconductorilor.

Astfel, pāna īn prezent, lipseste o opinie unica despre spectrul energetic si starea de sarcina a ionilor impuritari a metalelor de tranzitie (Cu, Ag, Au) īn compusii A^IIB^VI, capabili sa formeze in banda interzisa a semiconductorului cāteva nivele energetice. La rāndul sau, aceasta a condus la explicari neunivoce a rezultatelor cercetarilor proprietatilor luminescente si a ramas obiectul discutiilor stiintifice referitor la spectrul energetic si starile de sarcina ale impuritatilor metalelor de tranzitie īn compusii A^IIB^VI si, īn particular, īn seleniura de zinc.

Īn cristalele n-ZnSe dopate cu cupru este realizata conductibilitatea electron-gol prin impuritati si este propus modelul, care explica inversia la temperaturi inalte a semnului coeficientilor cinetici prin prezenta nivelelor acceptoare, ce corespund la doua stari de sarcina a cuprului (Cu_Zn⁺ si Cu_Zn²⁺).

S-a stabilit, ca ionii de argint si aur, incorporāndu-se īn nodurile vacante ale subretelei de zinc, spre deosebire de atomii de cupru, formeaza centre simple acceptoare cu o sarcina Ag_Zn⁺ si Au_Zn⁺ cu configuratia electronica d¹⁰, carora le corespunde un singur nivel enegrgetic īn apropierea benzii de valenta, care compenseaza impuritatea donoara electric activa. Īn cristalele n-ZnSe:Zn:Ag si n-ZnSe:Zn:Au pentru prima data a fost depistat fenomenul stimularii temporare a formarii defectelor de inculcare a Ag_i si Au_i de tip donor. Este propus modelul, ce explica fenomenul observat prin eliminarea ionilor de aur si argint din noduri si interstitiile retelei cristaline cu fortele interioare de deformatie a retelei. Este studiat procesul de formare a benzii impuritare donoare de Ag si Au īn cristalele n-ZnSe:Zn:Ag si n-ZnSe:Zn:Au īn procesul de pastrare īndelungata.

Īn asa mod, investigatiile fundamentale a proceselor electronice si radiative īn semiconductori cu banda interzisa larga A^IIIB^V si A^IIB^VI permit de a clarifica tabloul spectrului energetic, starii de sarcina si proceselor de interactiune a defectelor native si impuritare īn ei si de a elabora bazele fizico-tehnologice de sinteza si dopare a materialelor cu banda interzisa larga, perspective pentru optoelectronica.

Doctor habilitat īn stiinte fizico-matematice,

profesor universitar D. Nedeoglo