Можливість отримання кристалів ZnSe з високою структурною досконалістю для кріогенної болометричної техніки
Анотація
В роботі досліджено зразки кристалу селеніду цинку ZnSe, що вирощено з розплаву методом Бріджмена з високочистої (хімічно та радіаційно) сировини, для подальшого використання в експериментах з пошуку безнейтринного подвійного бета-розпаду. Вивчено мікроструктуру досліджуваних зразків. Хімічне вибіркове травлення, в першу чергу, дозволило виявити характер розподілу та розміри двійникових областей, а також фігури травлення вздовж границь двійників. Показано, що виявлені за допомогою хімічного травлення фігури є виходами дислокацій на досліджувану поверхню кристалу. Оцінена щільність дислокацій шляхом підрахунку дислокаційних ямок травлення на площині, перпендикулярній напрямку росту, яка склала 104 см-2. Як правило, теплофізичні умови вирощування кристалу ZnSe, а також висока концентрація сторонніх включень та домішок у кристалі суттєво впливають на формування двійників і ростових дислокацій та є причиною оптичної, електричної, механічної неоднорідності матеріалу. Проведено вимірювання оптичних та електричних характеристик зразків. Смуги поглинання, що спостерігалися в спектрах оптичного пропускання у видимому та ІЧ діапазонах, дали важливу інформацію про наявність локальних дефектів і домішок в кристалі, а саме, в областях 470÷550 нм й 580÷650 нм – поглинання точковими дефектами, та в області 3÷15 мкм – поглинання Fe2+, CSe и CSe2. Загальний рівень пропускання у видимому діапазоні досягав 60 %, що нижче теоретичного, й це пов’язано з розсіюванням на дефектах. Проведено вимірювання фононної теплопровідності зразка ZnSe в інтервалі температур 5÷298 К. За результатами апроксимації отриманих температурних залежностей теплопровідності показано, що довжина вільного пробігу фононів при низьких температурах є порівняною з відстанню між границями двійників в зразку.
Завантаження
Посилання
C. Enss, D. McCammon. J. Low Temp. Phys., 151, 5 (2008).
S. Pirro, C. Arnaboldi, S. Capelli, et al. Astroparticle Physics, 34, 344 (2011).
I. Dafinei, S. Nagorny, S. Pirro, et al. Journal of Crystal Growth, 475, 158 (2017).
F. Ferroni. IL NUOVO CIMENTO C, 33, 5, 27 (2010) DOI 10.1393/ncc/i2011-10696-1.
L.V. Atroshchenko, L.A. Sysoev. Kristallographiya, 5-6, 16, 1026 (1971) [in Russian].
V.M. Koshkin, L.A. Sysoev. Sbornik trudov “Monokristally i tekhnika”, VNII monokristallov, Kharkov v. 2, s. 57 (1970).
M.G. Mil’vidskii, B.V. Osvenskii. Strukturnye gefekty monokristallov poluprovodnikov, Metallurgiya, M. (1984), 256 s.
M.P. Kulakov, V.D. Kulakovskii, A.V. Fadeev. Neorganicheskie Materialy, 12, 10, 1867 (1976).
R. Triboulet. Semiconductor Science and Technology, 6, 9, A18 (1991).
M. Shone, В. Greenberg, M. Kaczenski. Journal of Crystal Growth, 86, 1-4, 132 (1990).
E.E. Lakin, I.V. Krasnopol’skii, V.P. Kuznetsov. Sbornik nauchnyh trudov “Scintillyatsionnye materialy”, VNII monokristallov, Kharkov v. 20, s. 16 (1987).
L.V. Atroshchenko, L.P. Gal’chinetskii, I.A. Rybalka, et al. Functional Materials, 12, 4, 610 (2005).
A.A. Chernov, E.I. Givargizov, Kh.S. Bagdasarov. Sovremennaya kristallographiya (Tom 3. Obrazovanie kristallov), Nauka, M. (1980), 407 s.
Ioan Dafinei, Mauro Fasoli, Fernando Ferroni, et al. IEEE Trans. Nucl. Sci., 57(3), 1470 (2010).
A.T. Lonchakov, V.I. Sokolov, N.B. Gruzdev. FTT, 47, 8, 1504 (2005).
Kazuo Nakamoto. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, Part B: Applications in Coordination, Organometallic, and Bioinorganic Chemistry, 6th Edition, John Wiley & Sons, New York. (2009), 424 p.
Glen A. Slack. Phys. Rev. B, 6, 10, 3791 (1972).
R. Berman. Teploprovodnost’ tverdyh tel, per. s angl. L.G. Aslamazova, pod red. V.Z. Kresina, Mir, M. (1979), 286 s.
G. Zahn, B.A. Merisov, G. Kloss, et al. Cryst. Res. Technol., 23, 6, 509 (1988).
M.V. Kislitsa, G.Ya. Khadzhai, E.S. Gevorkyan, and R.V. Vovk. Low Temp. Phys., 45, 419 (2019).
3.gif){kind=logo}
