Актуальність роботи полягає в тому що, отримання матеріалів із заданими фотоелектричними властивостями - один з основних напрямів сучасної фізики твердого тіла. Крім того, сучасні теоретичні дослідження дозволяють створювати моделі, які здатні прогнозувати властивості нових багатокомпонентних сполук.
Метою дослідження є вивчення фотоелектричних властивостей кристалічних та аморфних матеріалів, ознайомлення з сучасними етапами та перспективами розвитку фізики твердого тіла. А також дослідження фотоелектричних властивостей тонких плівок сульфіду свинцю.
Фотоелектричними називають явища, що пов’язані із зміною електричних параметрів матеріалу під впливом електромагнітного випромінювання.
Електричні властивості кристалів можна розглядати на прикладі металів, так як метали, в одному з станів, можуть являти собою кристалічні агрегати. Електрони, вільно пересуваючись в металі, не можуть вийти назовні, для цього потрібно затратити енергію. Вирваний з молекулярної орбіти електрон, залишаючись всередині кристала, зумовлює у останнього металеву провідність (внутрішній фотоелектричний ефект). За нормальних умов (без опромінення) такі сполуки є провідниками електричного струму.
Одне з гідних місць поряд з вузькозонними напівпровідниками, використовуваних для створення на їх основі тонкоплівкових детекторів, займає сульфід свинцю. Детектори на їх основі працюють в спектральному інтервалі 0.6-3 мкм і інтервалі температур 77-350 К. В список найбільш поширених областей застосування ІЧ-фотоприймачів на основі халькогенідів свинцю (PbS, PbSe, РbТе. І т.д.), спектрографічні датчики, медичні, дослідницькі інструменти, сортувальні, рахункові, контролюючі прилади, реєстратори полум'я, системи визначення положення теплових джерел.
В даний час існує безліч способів і методик отримання фоточутливих плівок сульфіду свинцю PbS. За способом отримання плівки прийнято розділяти на два типи: "фізичні" і "хімічні" шари.
До "фізичним" PbS відносять плівки, отримані методами вакуумного випаровування, піролізного напилення і спікання порошку з наступною активацією їх в кисневмісній атмосфері. Методи, які використовуються при виробництві "фізичних" шарів PbS, дозволяють отримувати плівки великого масштабу з досить високою фоточутливістю (σ ≈ 5 · 10-5 Ом-1 · см-1, Т = 170К). "Хімічні" шари утворюються при електрохімічному і хімічному осадженні плівок з розчину. Привабливість хімічних способів полягає в можливості легування плівок безпосередньо в процесі вирощування з метою отримання зразків з наперед заданими властивостями.
Якість одержуваної плівки багато в чому визначається умовами формування кристалітів на поверхні підкладки.
Незважаючи на появу в останні роки великої різноманітності фотоелектричних приймачів (ФП) з інших напівпровідникових матеріалів, плівкові ФП з халькогенідів свинцю не втрачають своєї актуальності завдяки високому рівню фотоелектричних параметрів в спектральних діапазонах 1-3 і 3-5 мкм, відсутності необхідності глибокого охолодження та порівняно низької вартості.
Практична цінність тонких плівок сульфіду свинцю очевидна, але важливий фактор в сфері практичного застосування це довговічність отриманого зразка, збереження його основних характеристик з плином часу, а також умови його використання при впливі різних зовнішніх факторів. Технологія полімерної герметизації дозволяє забезпечити збереження фоточутливих плівок, а також забезпечити надійність і тривалість роботи приладів з використанням тонких плівок PbS при кліматичних впливах під час експлуатації. Полімерні матеріали можуть також служити оптичними клеями для приклеювання іммерсійних лінз або інших оптичних елементів до поверхні фоточутливих плівок.
Для формування на поверхні скляної підкладки фоточутливого шару сульфіду свинцю використовують методи хімічного осадження, вакуумного випаровування і пульверизації. Кожен з методів отримання тонких плівок сульфіду свинцю має свої переваги і недоліки. Методу пульверизації дозволяє варіювати склад розчинів в єдиному технологічному процесі.
Товщина оксидної фази на межах кристалітів і концентрація акцепторних центрів в ній, що визначають утворення інверсного каналу провідності р-типу, залежать від технології отримання зразків.
При тривалому зберіганні тонких плівок сульфіду свинцю на повітрі при кімнатній температурі, помітні погіршення основних характеристик зразків в кілька разів.
Список літератури:
1. Амосова Л.П. Полупроводниковые и жидкокристалличиские устройства для систем оптической обработки информации / Л.П. Амосова, В.Л. Комолов. — Санкт-Петербург : Изд-во НИУ ИТМО, 2014.—122 с.
2. Неустроев Л.Н. Исследование внутренней структуры поликристаллических пленок РЬ8 с помощью вакуумного прогрева / Л.Н. Неустроев, В.В. Осипов, К.Э. Онаркулов. —ФТП, 1987., т.21, №6.,989-994 с.
3. http://www.pu.if.ua/inst/phys_che/start/pcss/vol11/1101-19.pdf
