Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода

Исследованы люминесцентные, оптические, структурные и электрофизические свойства кристаллов ZnSe с изовалентными примесями теллура или кислорода (ZnSe(ТеSe,ОSe)), а также механизмы трансформации и разрушения центров излучательной рекомбинации (ЦИР) в спектральном диапазоне 600…640 нм при термообрабо...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Вопросы атомной науки и техники
Date:	2005
Main Authors:	Гальчинецкий, Л.П., Рыжиков, В.Д., Старжинский, Н.Г., Катрунов, К.А., Силин, В.И., Галкин, С.Н., Лалаянц, А.И.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2005
Subjects:	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80583
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода / Л.П. Гальчинецкий, В.Д. Рыжиков, Н.Г. Старжинский, К.А. Катрунов, В.И. Силин, С.Н. Галкин, А.И. Лалаянц // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 58-62. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860065738922917888
author	Гальчинецкий, Л.П. Рыжиков, В.Д. Старжинский, Н.Г. Катрунов, К.А. Силин, В.И. Галкин, С.Н. Лалаянц, А.И.
author_facet	Гальчинецкий, Л.П. Рыжиков, В.Д. Старжинский, Н.Г. Катрунов, К.А. Силин, В.И. Галкин, С.Н. Лалаянц, А.И.
citation_txt	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода / Л.П. Гальчинецкий, В.Д. Рыжиков, Н.Г. Старжинский, К.А. Катрунов, В.И. Силин, С.Н. Галкин, А.И. Лалаянц // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 58-62. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Вопросы атомной науки и техники
description	Исследованы люминесцентные, оптические, структурные и электрофизические свойства кристаллов ZnSe с изовалентными примесями теллура или кислорода (ZnSe(ТеSe,ОSe)), а также механизмы трансформации и разрушения центров излучательной рекомбинации (ЦИР) в спектральном диапазоне 600…640 нм при термообработке в водороде. Установлено, что водород взаимодействует с кислородом, входящим в состав ЦИР, имеющих структуру VZnZniOSe, что приводит к трансформации либо разрушению последних; ЦИР со структурой ZniVZnТеSe сохраняют химическую инертность по отношению к водороду. Досліджені люмінесцентні, оптичні, структурні та електрофізичні властивості кристалів ZnSe з ізовалентними домі¬ шками телуру або кисню (ZnSe(ТеSe,ОSe)); розглянута модель центрів випромінювальної рекомбінації ( ЦВР ) у спектральному діапазоні 600…640 нм; вивчені механізми трансформації та руйнування ЦВР під час термообробки у водні. Встановлено, що водень взаємодіє з киснем, який входить до складу ЦВР, що мають структуру VZnZniOSe; це призводить до трансформації або зруйнування останніх. ЦВР, що мають структуру ZniVZnТеSe, виявляють хімічну інертність щодо водню. Luminescent, optical, structural and electrophysical properties have been studied for ZnSe crystals with isovalent dopants of tellurium or oxygen ((ZnSe(ТеSe,ОSe) ) in the 600…640 nm spectral range, as well as mechanisms of transformation and decomposition of the radiative recombination centers (RRC) under thermal treatment in oxygen. It has been shown that hydrogen interacts with oxygen of RRC centers having VZnZniOSe structure, which causes their transformation or decomposition. At the same time, RRC centers of ZniVZnТеSe structure preserve their chemical inertness with respect to hydrogen.
first_indexed	2025-12-07T17:07:26Z
format	Article
fulltext	УДК 548.4:546,47`23`11 ТРАНСФОРМАЦИЯ ДЕФЕКТНОЙ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ СЕ ЛЕНИДА ЦИНКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВОДОРОДА Л.П. Гальчинецкий, В.Д. Рыжиков, Н.Г. Старжинский, К.А. Катрунов, В.И. Силин, С.Н. Галкин, А.И. Лалаянц НТК «Институт монокристаллов» НАН, г. Харьков, Украина Исследованы люминесцентные, оптические, структурные и электрофизические свойства кристаллов ZnSe с изовалентными примесями теллура или кислорода (ZnSe(ТеSe,ОSe)), а также механизмы трансформа ции и разрушения центров излучательной рекомбинации (ЦИР) в спектральном диапазоне 600…640 нм при термообработке в водороде. Установлено, что водород взаимодействует с кислородом, входящим в состав ЦИР, имеющих структуру VZnZniOSe, что приводит к трансформации либо разрушению последних; ЦИР со структурой ZniVZnТеSe сохраняют химическую инертность по отношению к водороду. Кристаллы ZnSe с изовалентными примесями теллура (ТеSe) или кислорода (ОSe) являются пер спективным материалом для детекторов ионизирую щего излучения типа «сцинтиллятор – кремниевый фотодиод». В табл. 1 приведена краткая сводка основных параметров сцинтилляционных кристал лов ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe). Для сравнения здесь же показаны значения аналогичных параметров CsI(Tl) – традиционного сцинтиллятора, используемого в этих же детекторах. Анализ данных, представлен ных в таблице, показывает, что по таким парамет рам, как конверсионная эффективность, световой выход, послесвечение, коэффициент спектрального согласования с фотодиодом, гигроскопичность, ZnSe имеет преимущества перед CsI(Tl), но уступает последнему по прозрачности в диапазоне собствен ного излучения. Однако при толщине сцинтиллято ра менее 1 мм невысокая прозрачность ZnSe практи чески не влияет на величину светового выхода. Поэтому в мультиэнергетических рентгеновских установках для неразрушающего контроля и инспек ции багажа, в медицинских флюорографах и других аппаратах подобного назначения детекторами на базе ZnSe комплектуются низкоэнергетические ли нейки. Таблица 1 Основные параметры кристаллов ZnSe(Те,О) Параметр Сцинтилляционный кристалл CsI(Tl) ZnSe(Te,O) ZnSe(O) “быстрый” ZnSe(Te) “медленный” Температура плавления, К 894 1773…1793 1773…1793 Плотность ρ, г/см3 4,51 5,42 5,42 Эффективный атомный номер, Z 54 33 33 Гигроскопичность невысокая нет нет Максимум люминесценции, λmax, нм 550 610 640 Послесвечение δ (через 6 мс), % 0,1…5,0 < 0,05 < 0,05 Показатель поглощения собственного излучения α (при λmax=610…640 нм), см-1 < 0,05 0,05…0,2 0,05…0,2 Световой выход в паре с Si-ФД относительно CsI(Tl) для толщины 1 мм, при рентген. возбуждении с Е=40 кэВ, % 100 до 110 до 140 Время высвечивания τ, мкс 1 1…3 30…70 Коэффициент спектрального согласования с Si-ФД, Ku 0,77 0,90 0,92 Коэффициент преломления, n 1,79 2,61 2,59 Конверсионная эффективность, % до 15 до 18 до 22 Глубина 90 % поглощения рентген. излучения (40 кэВ), мм < 0,25 0,65 0,65 Исследования термодинамики изовалентного за мещения, оптолюминесцентных, электрофизиче ских, структурных и физико-химических характери стик кристаллов ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe) [1-6] позво лили разработать непротиворечивую модель цент- ров излучательной рекомбинации (ЦИР) в «рабочей» области – в спектральном диапазоне 600… 640 нм. Согласно этой модели, легирование кристаллов ZnSe теллуром и последующая термооб работка в парáх Zn приводят к образованию термо динамически устойчивых малоподвижных тройных комплексов ZniVZnТеSe, которые являются ЦИР-1 с λmax≈635 нм; легирование кристалла изовалентной примесью (ИВП) кислорода (ОSe) и термообработка в парах Zn приводят к образованию термодинамиче ски устойчивых комплексов VZnZniOSe, (ЦИР-2 с λmax≈605 нм). Причиной устойчивости указанных комплексов является то, что при изовалентном заме _______________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с. 58-62. 58 щении атома селена теллуром, имеющим бóльшие кристаллохимические размеры, вследствие «распи рания» решётки возникают локальные упругие напряжения. Если при этом в первой координацион ной сфере ТеSe в подрешётке цинка образуется VZn, имеющая по сравнению с атомом Zn меньший эф фективный радиус, то это приводит к компенсации упругих напряжений, т.е. к понижению внутренней энергии системы. Кроме того, электростатическое взаимодействие VZn (акцептор) и ТеSe (эффективный донор) также приводит к понижению энергии систе мы. Присоединение Zni к устойчивому дублету VZnТеSe со стороны VZn приводит к дальнейшему по нижению как упругой, так и кулоновской состав ляющей внутренней энергии системы; поэтому три плет ZniVZnТеSe термодинамически является ещё бо лее устойчивым. Аналогичным механизмом объясняется термоди намическая устойчивость комплексов VZnZniOSe: ку лоновское взаимодействие между донором Zni и эф фективным акцептором OSe и необходимость компенсации локальных упругих напряжений во круг OSe делают энергетически выгодным образова ние триплета VZnZniОSe . В этом триплете Zni являет ся непосредственным соседом OSe. Термодинамический анализ образования комплексных дефектов в ZnSe(ТеSe) показал [6], что структура комплексов сильно зависит от направле ния разреза в тройной системе Zn-Se-Те: при леги ровании по разрезу ZnSe – Те преобладают дублеты VZnТеSe , при легировании по разрезу ZnSe – ZnТе преобладают триплеты ZniVZnТеSe . При этом, в слу чае малых концентраций теллура (СТе « 1%), когда как изолированные атомы ТеSe, так и комплексы с участием ТеSe могут быть рассмотрены как незави симые дефекты, имеет место неравенство U1 > U2 > U3, где U1 , U2 , U3 – энергия образования изолиро ванного ТеSe, дублета и триплета соответственно. Это неравенство означает, что при малых СТе в со стоянии равновесия в этой системе изолированные атомы ТеSe практически отсутствуют. Интенсивность люминесценции, её спектр и ки нетика в кристаллах ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe) опреде ляются, в первую очередь, указанными выше типа ми дефектов с участием теллура и кислорода. В ре альных кристаллах, в зависимости от особенностей технологии их получения, могут в той или иной сте пени присутствовать все эти типы дефектов. В связи с этим большой интерес представляет ис следование различных факторов, влияющих на структуру дефектов в кристаллах ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe). Мы предположили, что одним из этих факторов является водород, отличающийся химической актив ностью и высокой диффузионной подвижностью практически в любых твёрдых телах. В последние годы появилось большое количество работ (см., например, [7,8]), в которых показано, что водород влияет на дефектообразование в твёрдом теле с раз личным типом химической связи и является мощ ным фактором их физической и химической дегра дации. Целью данной работы является изучение влия ния водорода на структуру центров излучательной рекомбинации в кристаллах ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe). МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Образцы для исследований вырезали из кристал лов ZnSe (кристаллы К1), ZnSe(ТеSe) (кристаллы К2), ZnSe(ОSe) (кристаллы К3), выращенных по ме тоду Бриджмена в вертикальных компрессионных печах в атмосфере аргона при давлении до 5,106 Па [8]. Часть образцов была вырезана из поликристал лов ZnSe, полученных по методу CVD (кристаллы К4). В отличие от использованной модификации ме тода Бриджмена, которая не гарантирует 100%-ой очистки от «фоновой» примеси кислорода, метод CVD при соблюдении необходимой технологиче ской гигиены обеспечивает наибольшую степень чи стоты по отношению к примеси кислорода. Часть образцов К1 – К4 затем подвергали термообработке (ТО) в парáх Zn или Те. Технология подготовки об разцов к ТО была следующей: образцы вместе с на весками Zn или Те помещали в кварцевые ампулы, которые затем вакуумировали и запаивали. При этом массу навески Zn или Те подбирали таким об разом, чтобы при температуре ТО обеспечить давле ние пара не более 105 Па. Подготовленные таким об разом ампулы с образцами помещали в печь и вы держивали 48 ч при Т ≈ 1300 К. Часть образцов К1 – К4, в том числе прошедшие предварительную ТО в парáх Zn или Те, подвергали ТО в протоке водорода при Т ≈ 1200 К в течение 3 ч. Концентрацию активирующих примесей контро лировали методом рентгенофлюоресцентного анали за. Интенсивность рентгенолюминесценции Iрл об разцов измеряли токовым методом. В качестве ис точника возбуждающего излучения использовали рентгеновский аппарат ИРИ, напряжение на трубке составляло 90 кВ. При таком напряжении глубина 90%-го поглощения в ZnSe составляет 2,5…3 мм, что соответствовало толщине изготовленных образ цов. Iрл определяли и помощью измерителя мощно сти оптического излучения «Кварц» с фотодиодом ФД 288 в качестве детектора. Измерения проводили при Т = 300 К относительно Iрл образца CsI(Tl), ко торый был выбран в качестве эталона. Спектр РЛ исследовали с помощью комплекса КСВУ-23; в качестве источника возбуждающего из лучения использовали аппарат РЕИС с напряжением на трубке 20…40 кВ, при котором глубина 90%-го поглощения в ZnSe не превышает 0,3 мм. Это позво ляло исследовать процесс взаимодействия водорода с ZnSe послойно. Измерения проводили при Т = 300 К. Оптическое пропускание образцов ZnSe вблизи края фундаментальной полосы (в области 450...600 нм) измеряли с помощью комплекса КСВУ-23 при Т = 300 К. _______________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с. 58-62. 59 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В табл. 2 приведены результаты измерения Iрл и спектрального максимума λmax исследованных образ цов. Таблица 2 Влияние термообработки кристаллов ZnSe в различных средах на интенсивность и спектр рентгено люминесценции Образец Кристалл Среда отжига Iрл, отн. ед. λmax, нм К 1 нелегированный ZnSe неотожжённый 0,1…1 ≈630 пары Zn 1…3 ≈630 пары Zn, затем Н2 0,1…1 ≈630 К 2 ZnSe(ТеSe) неотожжённый 3…20 635…640 пары Zn 100…200 635…640 пары Zn, затем Н2 90…150 ≈635 К 3 ZnSe(ОSe) неотожжённый 2…10 620…630 пары Zn 70…140 ≈605 пары Zn, затем Н2 20…40 ≈630 К 4 поликристалл ZnSe, полученный методом СVD: ( Znг +Н2Se → ZnSe ТВ +Н2, Т≈1000 К, р Н2+Аr ≤ 6∙103Па ) неотожжённый 0,1…0,4 Оч. размытый пары Zn 0,1…0,4 Размыт. 630 пары Те 0,1…0,5 Размыт. 680 пары Те, затем пары Zn 0,2…1 Размыт. 635 пары Zn, затем пары Те 0,1…1 Размыт. 680 Н2 ≈0,1 Размыт. 630…635 Результаты, приведенные в табл. 2, прежде всего подтверждают описанную выше модель ЦИР: очень слабая РЛ нелегированного ZnSe (все образцы К1) и ещё более слабая РЛ поликристаллов ZnSe, полу ченных CVD-методом (образцы К4), объясняются отсутствием ТеSe или ОSe, по крайней мере, в той концентрации, которая необходима для образования тройных комплексов с участием ТеSe (ЦИР-1) или ОSe (ЦИР-2) для разжигания РЛ при Т ≥ 300 К; ха рактерный для всех образцов К1 и для неотожжён ного образца К4 «размытый» спектр с λmax ≈630 нм связан, как было показано Уоткинсом [9], с наличи ем тесной пары VZnZni. Длинноволновый сдвиг λmax до 680 нм образца К4 после ТО в парáх Те, скорее всего, связан с образованием твёрдого раствора (ТР) ZnSe1-хТех в поверхностном слое ZnSe, так как при Т=1300 К диффузионный путь для Те, как было по казано в [4], составляет ≈ 5,10-2см за время 48 ч. Ха рактерная для кристаллов ZnSe(ТеSe) (образцы К2) РЛ с λmax ≈635…640 нм и увеличение Iрл в десятки раз после ТО в парáх Zn объясняется образованием в соответствии с [1-6] тройных комплексов ZniVZnТеSe (ЦИР-1). ТО в водороде образцов К2, предварительно отожжённых в парáх Zn, приводит к небольшому уменьшению Iрл, однако положение λmax не меняется. Наибольший интерес представляет влияние ТО на РЛ кристаллов ZnSe(ОSe) (образцы К3). Как видно из табл. 2, для неотожжённого К3 характерна РЛ с λmax ≈620-630 нм; после ТО в парáх Zn Iрл возрастает в десятки раз (как и для К2), при этом наблюдается коротковолновое смещение λmax до значения λmax ≈605 нм. Такое изменение интенсивности и спектра РЛ после ТО в цинке связано, в полном со ответствии с [1-6], с образованием ЦИР-2, представ ляющих собой комплексы VZnZniОSe. ТО в водороде образцов К3, предварительно отожжённых в парáх Zn, приводит к существенному, в 3 – 4 раза, умень шению Iрл и длинноволновому смещению λmax до значения λmax ≈630 нм. Такое изменение спектра РЛ образца К3 после ТО в водороде указывает на изме нения в структуре ЦИР. Окончательная ТО всех образцов в парáх Zn не приводит к каким-либо новым изменениям интен сивности и спектра РЛ. Для выяснения характера влияния ТО в водороде на свойства кристаллов ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe) были измерены спектры РЛ в диапазоне 600…640 нм и оптического пропускания вблизи края фундамен тальной полосы. На рис. 1,а изображен спектр пропускания для неотожённого К2 (кр. 1) и для К2 после ТО в водо роде (кр. 2). _______________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с. 58-62. 60 Рис. 1. Спектры пропускания ZnSe(Te) и ZnSe(O) вблизи края фундаментальной полосы (кр. 1 – до ТО в водороде; кр. 2 – после ТО в водороде): a – образец К2 неотожженный; б – К2, предвари тельно подвергнутый ТО в парах Zn; в – К3, предва рительно подвергнутый ТО в парах Zn Видно, что ТО в водороде приводит к коротко волновому сдвигу края полосы и ухудшению про зрачности К2. Причиной этого является большая неоднородность структуры и состава кристалла ZnSe(Те) при СТе ≥ 1ат.%. Действительно, электрон но-микроскопическое исследование кристаллов ZnSe(Те) при СТе ≥ 1ат.% показало [10], что они об ладают очень дисперсной и развитой объёмной сет кой дислокаций, на которых могут скапливаться атомы как теллура, так и других примесей. Кроме того, необходимо учитывать, что реальное содержа ние комплексов ZnSe(ТеSe) не превышает 1017 см-3. Это следует из оценки концентрации свободных но сителей по формуле Друде из данных измерения поглощения в той области ИК-диапазона, которая определяется рассеянием на свободных носителях [11]. Значит, при уровне легирования теллуром по рядка 1020 см-3, соответствующем СТе около 1 %, в решётку ZnSe только 0,1 % атомов Те входит в виде ТеSe. Это согласуется с [6], где показано, что одним из основных условий образования изолированных комплексов с участием ТеSe должно быть отсутствие взаимодействия между атомами ТеSe. Простая оценка показывает, что только при СТе ≤ 1017см-3 расстояние как между изолированными ТеSe, так и между комплексами с участием ТеSeв кри сталлах ZnSe превышает 30…40 межатомных рас стояний; взаимодействием между ними в этом слу чае можно пренебречь. Применительно к ситуации, представленной на рис.1,а, сказанное выше означа ет, что основная масса теллура входит в состав мета стабильного твёрдого раствора (ТР) ZnSe1-хТех, а также скапливается на дислокациях. В этом случае взаимодействие теллура с водородом приводит с смещению состава в сторону ZnSe и к увеличению ширины запрещенной зоны ∆Еg [11], т.е. к коротковолновому сдвигу края полосы. Дан ные электронно-микроскопического исследования косвенно указывают также на то, что часть атомов Те образует кластеры. Снижение прозрачности в об ласти пропускания связано с увеличением дефектно сти кристалла при взаимодействии с водородом и возрастанием концентрации центров рассеяния и поглощения – продуктов этого взаимодействия. Однако, если кристалл К2 перед ТО в водороде предварительно подвергнуть ТО в парáх Zn, то, как видно из рис. 1,б, кривые пропускания кристаллов до (кр. 1) и после (кр. 2) ТО в водороде практически совпадают, что свидетельствует о химической инертности по отношению к водороду. Установлено [1-6], и наши экспериментальные данные это под тверждают, что ТО в парáх Zn в десятки раз увели чивает содержание комплексов ZniVZnТеSe и, соот ветственно, доля Те, не вошедшего в их состав в виде ТеSe, уменьшается. ТО в парáх Zn приводит также, как показано в [12], к уменьшению дефектно сти структуры кристаллов К2. В кристаллах ZnSe(ОSe) (образцы К3) ТО в парáх Zn так же, как и в кристаллах К2, в десятки раз уве личивает содержание комплексов VZnZniОSe – до 1017 см-3 – и повышает степень структурного совер шенства [12]. Однако ситуация при взаимодействии с водородом иная, чем в К2: ТО в водороде образцов К3 приводит, как видно из рис.1,в, к существенному ухудшению прозрачности в области пропускания и к незначительному длинноволновому сдвигу фунда ментального края полосы. Это свидетельствует о том, что, во-первых, кислород находится в решётке преимущественно в состоянии ОSe и, во-вторых, во дород активно взаимодействует с кристаллами ZnSe(ОSe). Характер этого взаимодействия становится более понятным, если проанализировать результаты изме рения спектров РЛ в области собственного излуче ния (рис. 2). _______________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с. 58-62. 61 Рис. 2. Спектры РЛ образцов К2 (кр. 1, 2) и К3 (кр. 1’, 2’), подвергнутых предварительной термообра ботке в парах цинка: без последующей термообработки в водороде (кри вые 1, 1’); после последующей термообработки в водороде (кривые 2, 2’) Из рис. 2 видно, что ТО в водороде образца К2, предварительно отожжённого в парáх Zn, приводит к незначительному изменению Iрл и совершенно не влияет на положение λmax, которое сохраняет ве личину ≈635 нм, характерную для ЦИР-1. Это в со вокупности с данными табл. 2 и рис.1,б свидетель ствует о химической инертности комплекса ZniVZnТеSe по отношению к водороду. Однако ТО в водороде образца К3, также пред варительно отожжённого в парáх Zn, приводит к уменьшению Iрл в несколько раз и к существенному длинноволновому сдвигу λmax: от 605 к 630 нм. Кон центрация свободных носителей, оценённая по дан ным измерения ИК-поглощения, уменьшается после ТО в водороде более чем на порядок. Если учесть, что ЦИР-2 имеет λmax ≈605 нм, а λmax ≈630 нм связана с излучательной рекомбинацией тесной пары ZniVZn [9], то из данных табл. 2, рис. 1,в и 2, а также из оценки концентрации свободных носителей можно сделать вывод, что водород активно взаимодейству ет с комплексом VZnZniОSe, связывая входящий в него кислород и «вымывая» его из комплекса. Результатом такого взаимодействия является трансформация комплекса в тесную пару ZniVZn либо вообще его разрушение по схеме: H2+VZnZnіОSe→ZnZn+H2O↑. Подтверждением реаль ности такой схемы является то, что последующая ТО в парáх Zn практически не вносит новых измене ний в Iрл и λmax. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Результаты исследования влияния ТО кристал лов ZnSe(ТеSe) и ZnSe(ОSe) в водороде на их оптико- люминесцентные, структурные и физико-химиче ские свойства приводят к следующим выводам: 1. При термообработке кристаллов ZnSe(ОSe) водо род в процессе ТО взаимодействует с ОSe, входя щим в состав ЦИР-2 типа VZnZnіОSe, что приво дит либо к необратимому их разрушению по схе ме H2+VZnZnіОSe→ZnZn+H2O↑, либо к трансфор мации ЦИР-2 в пару VZnZnі (РЛ с λмакс>630) нм. 2. Отсутствие существенных изменений спектраль но-кинетических характеристик люминесценции сцинтиллятора ZnSe(TeSe) при взаимодействии с водородом свидетельствует о высокой термоди намической и химической устойчивости ЦИР-1 типа ZnіVZnTeSe в условиях этого взаимодей ствия. ЛИТЕРАТУРА 1.В.Д. Рыжиков, Э.Ф. Чайковский. Разработка но вых сцинтилляционных материалов на основе со единений А2В6 с изовалентным активатором //Изв. АН СССР. Сер. физ. 1979, т. 43, №6, с. 1150–1154. 2.Л.В. Атрощенко, С.Ф. Бурачас, Л.П. Гальчинец кий, Б.В. Гринев, В.Д. Рыжиков, Н.Г. Старжинский. Кристаллы сцинтилляторов и детекторы ионизи рующих излучений на их основе. Киев: «Наукова думка», 1998, 310 с. 3.V.D. Ryzhikov, Yu. A.Borodenko, L.P. Gal’chinetskii e.a. Scintillation crystals ZnSe(Te): preparation, proper ties, applications //Proc. Int. Conf. on Inorganic Scintil lators and Their applications, SCINT95. The Nether lands, Delft University Press, 1996, p. 465–468. 4.В.Д. Рыжиков, Л.П. Гальчинецкий, Ю.Н. Дмитри ев и др. Особенности испарения кристаллов селени да цинка, легированных изовалентными примесями //Изв. АН СССР. Сер. неорган. матер. 1989, т. 25, №10, с. 1632–1636. 5.В.Д. Рыжиков, Н.Г. Старжинский. О механизме красной люминесценции активированных кристал лов селенида цинка //Укр. физ. журнал. 1988, т. 33, №6, с. 818–823. 6.V.M. Koshkin, A.Ya. Dulfan, V.D. Ryzhikov е.а. Thermodynamics of isovalent tellurium substitution for selenium in ZnSe semiconductors //J. Functional mate rials. 2001, v. 8, N4, p.708–713. 7.В.М. Ажажа, П.Н. Вьюгов, И.Е. Копанец и др. На копление и удержание водорода и дейтерия в спла вах циркония и низколегированных сталях с добав ками геттерных сплавов на основе циркония. //Тру ды XVI межд. конф. по физ. радиац. явлений и ра диац. материаловедению. 6-11 сентября 2004, Алушта, Крым, с. 193. 8.В.В. Брык, В.Н. Воеводик, С.А. Карпов и др. За хват дейтерия в стали X18H10T в условиях радиаци онного воздействия //Труды XVI межд. конф. по физ. радиац. явлений и радиац. материаловедению. 6-11 сентября 2004, Алушта, Крым, с. 255–256. 9.Дж.Уоткинс. Дефекты решетки в соединениях А2В6 //В сб. «Точечные дефекты в тв. телах /М.: «Мир», 1979, с. 221–242. 10.Л.П. Гальчинецкий, И.А. Каретников, В.Е. Ма щенко и др. Люминесценция кристаллов ZnSe-Te, выращенных из расплава //Ж. прикл. спектроско прии. 1993, т. 58, №5-6, с. 488–494. 11.V. Ryzhikov, N. Starzhinskii, K. Katrunov e.a. Ef fects of annealing in zinc vapor upon the electron spec trum formation of ZnSe(Te) – based scintillators //Functional materials. 2002, v. 9, №1, p. 143–146. 12.С.Н. Галкин, Л.П. Гальчинецкий, Ю.Н. Дмитриев и др. Изучение процесса образования твердых ра створов ZnSe1-xTex при спекании порошков ZnSe и ZnTe. // Ж. неорган. химии. 1990, т. 35, в. 12, с. 3178– 3182. 13. L.V. Atroschenko, L.P. Gal’chinetskii, S.N. Galkin e.a. Structure defects and phase transition in tellurium- doped ZnSe crystals //J. Cryst. Grows. 1999, v. 197, p. 475–479. ТРАНСФОРМАЦІЯ ДЕФЕКТНОЇ СТРУКТУРИ КРИСТАЛІВ СЕЛЕНІДУ ЦИНКУ _______________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с. 58-62. 62 ПІД ВПЛИВОМ ВОДНЮ Л.П. Гальчинецький, В.Д. Рижиков, Н.Г. Старжинський, К.А. Катрунов, В.И. Сілін, С.Н. Галкін, А.И. Лалаянц Досліджені люмінесцентні, оптичні, структурні та електрофізичні властивості кристалів ZnSe з ізовалентними домі шками телуру або кисню (ZnSe(ТеSe,ОSe)); розглянута модель центрів випромінювальної рекомбінації ( ЦВР ) у спектральному діапазоні 600…640 нм; вивчені механізми трансформації та руйнування ЦВР під час термообробки у водні. Встановлено, що водень взаємодіє з киснем, який входить до складу ЦВР, що мають структуру VZnZniOSe; це при зводить до трансформації або зруйнування останніх. ЦВР, що мають структуру ZniVZnТеSe, виявляють хімічну інертність щодо водню. TRANSFORMATION OF DEFECT STRUCTURE OF SELENIDE ZINC CRYSTALS UNDER THE HYDROGEN EFFECT L.P. Galtsinetskiy, V.D. Rigikov, N.G. Starginskiy, K.A. Katrunov, V.I. Silin, S.N. Galkin, A.I. Lalayant Luminescent, optical, structural and electrophysical properties have been studied for ZnSe crystals with isovalent dopants of tellurium or oxygen ((ZnSe(ТеSe,ОSe) ) in the 600…640 nm spectral range, as well as mechanisms of transformation and decom position of the radiative recombination centers (RRC) under thermal treatment in oxygen. It has been shown that hydrogen inter acts with oxygen of RRC centers having VZnZniOSe structure, which causes their transformation or decomposition. At the same time, RRC centers of ZniVZnТеSe structure preserve their chemical inertness with respect to hydrogen. _______________________________________________________________________________ ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2005. №5. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (88), с. 58-62. 63
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-80583
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1562-6016
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T17:07:26Z
publishDate	2005
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
record_format	dspace
spelling	Гальчинецкий, Л.П. Рыжиков, В.Д. Старжинский, Н.Г. Катрунов, К.А. Силин, В.И. Галкин, С.Н. Лалаянц, А.И. 2015-04-19T15:32:29Z 2015-04-19T15:32:29Z 2005 Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода / Л.П. Гальчинецкий, В.Д. Рыжиков, Н.Г. Старжинский, К.А. Катрунов, В.И. Силин, С.Н. Галкин, А.И. Лалаянц // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 5. — С. 58-62. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80583 548.4:546,47`23`11 Исследованы люминесцентные, оптические, структурные и электрофизические свойства кристаллов ZnSe с изовалентными примесями теллура или кислорода (ZnSe(ТеSe,ОSe)), а также механизмы трансформации и разрушения центров излучательной рекомбинации (ЦИР) в спектральном диапазоне 600…640 нм при термообработке в водороде. Установлено, что водород взаимодействует с кислородом, входящим в состав ЦИР, имеющих структуру VZnZniOSe, что приводит к трансформации либо разрушению последних; ЦИР со структурой ZniVZnТеSe сохраняют химическую инертность по отношению к водороду. Досліджені люмінесцентні, оптичні, структурні та електрофізичні властивості кристалів ZnSe з ізовалентними домі¬ шками телуру або кисню (ZnSe(ТеSe,ОSe)); розглянута модель центрів випромінювальної рекомбінації ( ЦВР ) у спектральному діапазоні 600…640 нм; вивчені механізми трансформації та руйнування ЦВР під час термообробки у водні. Встановлено, що водень взаємодіє з киснем, який входить до складу ЦВР, що мають структуру VZnZniOSe; це призводить до трансформації або зруйнування останніх. ЦВР, що мають структуру ZniVZnТеSe, виявляють хімічну інертність щодо водню. Luminescent, optical, structural and electrophysical properties have been studied for ZnSe crystals with isovalent dopants of tellurium or oxygen ((ZnSe(ТеSe,ОSe) ) in the 600…640 nm spectral range, as well as mechanisms of transformation and decomposition of the radiative recombination centers (RRC) under thermal treatment in oxygen. It has been shown that hydrogen interacts with oxygen of RRC centers having VZnZniOSe structure, which causes their transformation or decomposition. At the same time, RRC centers of ZniVZnТеSe structure preserve their chemical inertness with respect to hydrogen. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода Трансформація дефектної структури кристалів селеніду цинку під впливом водню Transformation of defect structure of selenide zinc crystals under the hydrogen effect Article published earlier
spellingShingle	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода Гальчинецкий, Л.П. Рыжиков, В.Д. Старжинский, Н.Г. Катрунов, К.А. Силин, В.И. Галкин, С.Н. Лалаянц, А.И. Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
title	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода
title_alt	Трансформація дефектної структури кристалів селеніду цинку під впливом водню Transformation of defect structure of selenide zinc crystals under the hydrogen effect
title_full	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода
title_fullStr	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода
title_full_unstemmed	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода
title_short	Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода
title_sort	трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода
topic	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
topic_facet	Физика радиационных повреждений и явлений в твердых телах
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/80583
work_keys_str_mv	AT galʹčineckiilp transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT ryžikovvd transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT staržinskiing transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT katrunovka transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT silinvi transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT galkinsn transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT lalaâncai transformaciâdefektnoistrukturykristallovselenidacinkapodvozdeistviemvodoroda AT galʹčineckiilp transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT ryžikovvd transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT staržinskiing transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT katrunovka transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT silinvi transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT galkinsn transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT lalaâncai transformacíâdefektnoístrukturikristalívseleníducinkupídvplivomvodnû AT galʹčineckiilp transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect AT ryžikovvd transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect AT staržinskiing transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect AT katrunovka transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect AT silinvi transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect AT galkinsn transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect AT lalaâncai transformationofdefectstructureofselenidezinccrystalsunderthehydrogeneffect

Трансформация дефектной структуры кристаллов селенида цинка под воздействием водорода

Institution

Similar Items