Енергетичний спектр пасток в монокристалах ZnSe

Abstract

В роботі експериментально досліджено енергетичний спектр пасток спеціально нелегованих високоомних кристалів ZnSe. В області температур від 8 до 450 К загалом зареєстровано чотирнадцять піків термостимульованої люмінесценції. Визначено енергії термічної делокалізації для найбільш інтенсивних піків термолюмінесценції. Встановлено, що енергетичний спектр пасток підпорядковується осциляторній закономірності, причому енергія коливального кванта ( ħω = 207cm -¹ ) співпадає з відповідною коливальною модою у спектрі комбінаційного розсіяння світла. Також спостерігається лінійна залежність між енергіями активації та температурними положеннями максимумів піків термостимульованої люмінесценції.

Селенид цинка является одним из наиболее перспективных широкозонных полупроводников который может быть использован в качестве детектора ионизирующего излучения при высоких температурах (до 1300С). В работе экспериментально исследовано энергетический спектр ловушек специально нелегированных высокоомных кристаллов ZnSe. Были проведены комплексные экспериментальные исследования спектров рентгенолюминесценции при температурах 8, 85, 295 К, термостимулированной люминесценции, фосфоресценции и температурных зависимостей полос рентгенолюминесценции. В интервале температур от 8 до 450 К в целом зарегистрировано четырнадцать пиков термостимулированной люминесценции. При этом, соотношения интенсивностей пиков разное в разных образцах. Определены энергии термической делокализации для наиболее интенсивных пиков термолюминесценции. Выяснено, что энергетический спектр ловушек подчиняется осциляторной закономерности, причем энергия колебательного кванта ( ħω = 207cm -¹ ) совпадает с соответствующей колебательной модой в спектре комбинационного рассеяния света. Также наблюдается линейная зависимость между энергиями активации и температурными положениями максимумов пиков термостимулированной люминесценции.

This article presents the results of an experimental investigation of the energy spectrum of charge carrier traps in undoped high-resistive ZnSe single crystals. Fourteen peaks were found in the thermostimulated luminescence spectrum of ZnSe samples in the temperature range from 8 K to 450 K and the thermal activation energies of charge carrier traps were estimated for the most intensive peaks. It was found, that the energy spectrum of charge carrier traps in ZnSe follows the oscillatory regularity and the energy of a vibrational quantum was estimated to be ħω = 206 cm-1 that is in good agreement with vibrational mode in the Raman spectrum. Also, the linear relationship is observed between the thermal activation energies of charge carrier traps and the temperature positions of maxima in the thermostimulated luminescence spectrum of ZnSe.