Oʼrtа mаxsus tаъlim vаzirligi zаhiriddin muhаmmаd bobur nomidаgi

2.3.1-расм. n-GaAs-p-(GaAs)_1-x(Ge₂)_х гетеротузилмасининг спектрал фотосезгирлиги

кескин емас, бу эҳтимол кичик энергияли квантларни самарали ютадиган (GaAs)_1-x(Ge₂)_х қаттиқ қоришма қатламининг қалинлигига боғлиқ. 1.34 эВ дан катта фотон энергияларида фотосезгирликнинг камайиши кузатилди, бизнингча, бундай ҳолат p-n ўтишнинг ажралиш чегарасининг чуқурлигига боғлиқ бўлиб, у ~ 10 мкм бўлиб, эпитаксиал қатлам қалинлиги билан белгиланади. (GaAs)_1-x(Ge₂)_х қатламдаги асосий бўлмаган ташувчиларнинг диффузион узунлиги ∼ 4.8 мкм бўлиб, ажралиш чегараси чуқурлигидан анча кам, бу бизнинг тахминимизга мос келади.
Ёруғлик энергиясини ютиш меҳанизмларини чуқур ўрганиш мақсадида гетеротузилмаларнинг фотосезгирлиги Гаусс яқинлашишларини Wolfram Mathematics 7 дастури ёрдамида баҳоланди ва натижалар Гаусс ташкил этувчиларига ажратилди. Алоҳида фоточўққиларнинг E_i энергияларининг бошланғич қийматлари тажриба эгри чизиғидаги ютилиш максимумларини ҳисобга олган ҳолда ўрганилди. Натижада, таҳлил қилинаётган спектрни экспериментал ва умумий яқинлашувчи Гаусс эгри чизиқларининг оптимал тасодифйлигига мос E_i қийиматли учта Гаусс чизиқлари тўплами билан тасвирлаш мумкинлиги аниқланди. Шу билан бирга фоточўққиларнинг E_i қийматларининг жадвал қийматлари билан таққосланганда 0.03 эВ дан ошмади. Учала фоточўққи қуйидаги фотон энергиялари оралиғида кузатилган: Е_ph,1 – 1.1÷1.61 эВ, Е_ph,2 – 1.16÷1.65 эВ, Е_ph,3 – 1.35÷1.7 эВ, ( 4.3.2-расм).

2.3.2-расм. n-GaAs-p-(GaAs)1-x(Ge2)х гетеротузилмасининг спектрал фотосезгирлигининг Гаусс яқинлашуви. Нуқталар-экспериментал натижалар; улуксиз эгри чизиқ –умумий гаусс чизиғи; пунктир эгри чизиқлар-Гаусс ташкил этувчилари. [97; 58-63 бб.].

2.3.2-расмда биринчи Гаусс ташкил этувчисининг спектри келтирилган (2.3.2-расм. бинафшаранг эгри чизиқ) 1.1 эВ фотон энергиясидан бошлаб, галлий тугунларида жойлашган кичик ман этилган соҳали компоненти германий атомларини борлиги туфайли бўлиши мумкин, бу эса ўз навбатида германий атомлари арсенид атомлари билан ковалент боғ ҳосил қилади ва кичик донорларнинг энергетик сатҳини ҳосил қилади [95; 84-94 бб.]. Ge₂ компонентлари Ga ва GaAs тетраэдрал панжарадаги атомлар сифатида алмашгани учун [95; 45-48 бб.], Ga-As боғлари уларни ўраб турган Ge₂ атомлари таъсирида кучсизланади. Германийнинг тетраэдрал панжарада жойлашганда Ge – Ge атомларининг боғланиш энергияси Ge ман этилган соҳаси (Е_Ge =0.67 эВ) билан белгиланганлиги ва у GaAs ман этилган соҳаси (E_GaAs=1.42 эВ) дан кам бўлганлиги учун Ge – Ge боғининг ионланиш энергияси GaAs билан ўралганда ортади. Бундан ташқари, ушбу компонентнинг сезгирлиги 1.2 эВ фотон энергиясидан бошлаб, кескин ортади, бу юқорида айтиб ўтилганидек, рекомбинация марказлари ўртасида саёз донорлар ва ҳусусий сатҳлар, GaAs қатламидаги германий нанокристалларининг мавжудлиги, аксептор табиатга эга бўлган сатҳ ҳосил қилади [95; 45-48 бб.].
Демак, боғланган Ge атомлари галлий арсенид кристалл панжарасининг нуқсонга мойил соҳаларида галлий арсенид молекулаларини қисман алмаштиради ва бу жойларда ўз-ўзидан ҳосил бўлувчи нанокристаллитларни шакллантиради [98; 043512 бб.]. Шунинг учун биринчи Гаусс ташкил этувчиси максимуми ( 4.3.2-расм 1-чизиқ) 1.34 эВ ли фотон энергияларида кузатилиши (GaAs)_1-х(Ge₂)_х ман этилган соҳаси туфайлидир. [98; 043512 бб.] иши муаллифлар тадқиқотларига асосланган ҳолда галлий арсенид ман этилган соҳасида Ge нанокристаллар аксептор характерга ега бўлади деган хулосага келиш мумкин.
Иккинчи Гаусс ташкил этувчисининг максимуми (2.3.2-расм 2-чизиқ) 1.44 эВ да кузатилади ва бу чўққи 1.35-1.65 эВ [99; 46-49 бб.] фотон энергиясида р-GaAs кристалларининг фотолюминессенсияси билан тасдиқланган р-GaAs даги аксептор ҳолатларга ўтиш орқали рекомбинацияланишга ҳам мос келади.
Учинчи Гаусс ташкил этувчисининг максимуми (2.3.2-расм 3-чизиқ) GaAs бирикмаси валент соҳасидаги изовалент Ge нанокристаллитлари туфайли 1.55 эВ да кузатилиши мумкин. [99; 46-49 бб.] да нурланиш оралиғини 600 дан 1800 мкм гача қамраб оладиган p-GaAs/p-Ge/n-Ge гетеротузилмасига асосланган фотоэлементнинг ташқи квант сезгирлиги спектри кўрсатилган. Тажрибаларимизда энергия спектри оралиғида 1.25 дан 1.72 эВ гача устма-уст тушадиган шундай фоточўққини ҳам кузатдик (2.3.2- расм, 3-чизик).
p-(GaAs) – n-(GaAs)_1-х(Ge₂)_x гетеротузилмасининг фотосезгирлигининг спектрал боғланиши экспериментал тажриба маълумотлари ва гаусс яқинлашувиларини тушунтириш учун ўрганилаётган қаттиқ қоришма ташкил этувчиларининг вазифлари яна бир бор текширилди.