ЎЗБЕКИСТОН РЕПУБЛИКАСИ ФАНЛАР АКАДЕМИЯСИ С.А. АЗИМОВ НОМИДАГИ “ФИЗИКА-ҚУЁШ” ИИЧБ

С.В. СТРАРОДУБЦЕВ НОМИДАГИ ФИЗИКА-ТЕХНИКА ИНСТИТУТИ

Қўлёзма ҳуқуқида

УДК 621.315.592;537.311.322.

НУРИТДИНОВА МАШҲУРА АНВАРБЕКОВНА

ПСЕВДОЛЕГИРЛАНГАН HSia : НИНГ ОПТИК ЮТИЛИШ КОЭФФИЦИЕНТИНИ ЭЛЕКТРОН ҲОЛАТЛАРИ ЗИЧЛИГИГА

БОҒЛИҚЛИГИНИ ТАДҚИҚ ЭТИШ

01.04.10 - Яримўтказгичлар физикаси

физика-математика фанлари номзоди илмий

даражасини олиш учун ёзилган диссертация

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т И

Ташкент-2012

2

Иш Ўзбекистон Республикаси олий ва ўрта махсус таълим Вазирлиги Наманган давлат университетида бажарилган

Илмий раҳбар Физика-математика фанлари номзоди, доцент Икрамов Рустамжон Ғулможонович

Расмий оппонентлар:

физика-математика фанлари доктори, проф. Мирсагатов Шавкат Акрамович

физика-математика фанлари доктори, проф. Имамов Эркин Зуннунович Етакчи ташкилот:

Фарғона давлат университети

Диссертация ҳимояси «_____» ________________ 2012 й. соат _______ да ЎзР ФА Физика-техника институти «Физика-Қуёш» ИИЧБ қошидаги Д.015.08.01 Ихтисослашган кенгаш йиғилишида бўлиб ўтади. Ихтисослашган кенгаш манзили: 100084, Тошкент ш., Бодомзор йўли кўчаси 2б уй. Тел: (8-10-99871)-23312-71. Факс: (8-10-99871)-233-42-91. E-mail: karimov@uzsci.net Диссертация билан ЎзР ФА Физика-техника институти «Физика-Қуёш» ИИЧБ кутубхонасида танишиш мумкин. Автореферат «_____» __________________ 2012 йилда тарқатилди. Диссертация авторефератига тақризларни икки нусхада, ташкилот муҳри билан тасдиқланган ҳолда: Тошкент ш., Бодомзор йўли кўч. 2-Б уй манзилидаги Д.015.08.01 Ихтисослашган кенгаш илмий котибига юборишингизни сўраймиз.

Д.015.08.01 Ихтисослашган кенгаш илмий котиби д.ф.-м.н., профессор: А.В. Каримов

3

1. ДИССЕРТАЦИЯНИНГ УМУМИЙ ТАВСИФИ

Мавзунинг долзарблиги. Псевдолегирланган гидрогенизацияланган аморф кремний ( HSia : ) нокристалл яримўтказгичли материал бўлиб, катта юзали қуёш элементларини, металл-нитрид оксидли яримўтказгич структурларга нисбатан яхши электр дастурланувчи ўчмайдиган хотира элементларини, тасвир узатиш қурилмаси учун нишонларни тайёрлашда, илмий ва амалий қизиқиш уйғотади [1]., Псевдолегирланган HSia : қатламларини олишнинг технологик режим параметрларини ўзгартирилиши ҳисобига, унинг оптик ва электр хоссалари кенг соҳада ўзгариши мумкин. Бу материал одатдаги кремний олиш технологияларининг яхши мослашувчанлиги, интеграл схемалар каби аморф ва кристалл кремнийни ўзида мужассамлаштирган асбоб хамда қурилмалар тайёрлаш технологияси учун замин бўлади. Аммо улар асосидаги қурилмаларни амалда қўллаш қийин чунки, a-Si:H қатламларни олиш технологиясига сезгир параметрларни (ҳаракатчанлик тирқиши кенглиги, нуқсонларни ҳолат зичлиги, водородни концентрациясини ўзгариши ва бошқалар) танлаш имконияти кўп ва бу параметрларни бошқариш усули йўқ. Гидрогенизацияланган кремний асосида тайёрланган яримўтказгичли қурилмаларни характеристикалари асосан, зона ва зона думлари орасидаги ўтиш жараёнларнинг ўзига хос хусусиятлари билан аниқланади. Шунинг учун тадқиқотчиларнинг диққат эътибори a-Si:H ни оптик ва электр хоссаларини ўрганишга қаратилган. Шу қатори оптик ўтишларда қатнашадиган электронларнинг ҳолат зичлигини билиш, ёруғликни ютилиш коэффициентини сектрал характеристикаларини аниқлаш имконини беради. Оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикасини тадқиқ қилиш билан a-Si:H ни фотоэлектрик характеристикаларини барқарорлигини таҳлил қилиш ва электронларнинг ҳолатлар зичлигини аниқлаш мумкин. a-Si:H пардаларида зоналараро оптик ўтишлар учун ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини тадқиқ қилишнинг эътиборли жиҳати шундаки, ҳозиргача улар учун тажриба натижаларини назарий интерпретацияси мурракаб эди. Зоналараро ютилиш коэффициенти спектрлари ҳатто кристалл яримўтказгичларда ҳам фақат параболик зоналар учун аналитик ечилган, қолган ҳолларда эмпирик усулларда келтириб чиқарилган. Аморф яримўтказгичларда энергияси ҳаракатчанлик тирқишининг энергетик кенглигидан катта энергияли фотонлар учун ютилиш коэффициентини ҳисоблаш, кристалларга нисбатан жуда қийин масаладир. Бу спектрларни аналитик ифодалари аниқланмасдан қолмоқда. Псевдолегирланган гидрогенизацияланган аморф кремний пардаларида, Ферми сатҳи намунани ўстиришни технологик режим параметрларига боғлиқ бўлади (псевдолегирлаш эффекти). Псевдолегирлаш эффекти a-Si:Hни валент зонаси думидаги электрон ҳолатлари зичлиги тақсимотини трансформацияланиши туфайли ҳосил бўлади. Демак, валент зона думидаги электрон ҳолатлари тақсимоти билан ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаси орасидаги боғлиқликни назарий ўрганиш псевдолегирлаш эффектини тушунишда катта ахамиятга эга бўлади.

Ушбу тадқиқотлар олиб борилгунга қадар, ҳаракатчанлик тирқишининг энергетик кенглигидан кичик энергияли фотонлар учун ютилиш коэффициенти

4

спектрида экспоненциал соҳанинг ҳосил бўлиши сабаблари кам ўрганилган эди. Нуқсонларда ёруғликни ютилиш коэффициенти спектрларининг, узилган боғланишлардаги (нуқсонлардаги) электрон ҳолатлари зичлигини тақсимот функцияларига боғлиқлиги масаласи ҳам очиқлигича қолмоқда.

Шундай қилиб, псевдолегирланган HSia : пардаларининг оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари билан рухсат этилган зоналардаги, бу зоналарнинг думларидаги ва узилган боғланишлардаги электрон ҳолатлари орасидаги боғлиқликни аниқлаш, аморф яримўтказгичлар физикаси ва оптикасининг бу соҳадаги долзарб масалаларидан биридир.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси. Тауц, Мотт, Дэвис, Танака ва бошқа муаллифларнинг назарий ишларида, гидрогенизацияланган аморф кремнийнинг рухсат этилган зоналари чегараларидаги электрон ҳолатлари зичлигини тақсимоти чизиқли ёки параболик кўринишда бўлиши кўрсатилган. Бу тақсимотлардан фойдаланиб, муаллифлар [2] томонидан ҳаракатчанлик тирқиши кенглигидан катта энергияли фотонлар ютилганда Кубо-Гринвуд формуласидан оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари аниқланган. Спектрларни аналитик ечимлари квадратик ва кубик боғланишга эга бўлган. Бу боғланишлар фақатгина электронларни рухсат этилган зоналараро оптик ўтишлари учун олинган тажриба натижаларинигина тушунтира олган. Чунки бу ишларда катта энергияли фотонлар ютилганда, рухсат этилган зоналараро оптик ўтишлар билан бир вақтни ўзида, рухсат этилган зоналар ва уларни думларидаги электрон ҳолатлари орасидаги оптик ўтишлар инобатга олинмаган ва Кубо-Гринвуд формуласини уларга мос ҳолда ажратилмаган. Шу билан бирга бу тақсимот функциялари аниқ кўринишга эга бўлмаганлиги учун спектрлардаги баъзи параметрларни қиймати қандай аниқланиши ҳақида аниқ маълумот берилмаган [3].

Ҳозирги вақтда гидрогенизацияланган аморф яримўтказгичларнинг ҳаракатчанлик тирқишида жойлашган электрон ҳолатлари зичлигини тақсимоти учун турли моделлар таклиф қилинган [2,3]. Бу моделларда, рухсат этилган зоналарнинг думларидаги локаллашган электрон ҳолатларининг энергияга боғланиши экспоненциал кўринишга эга. Урбах, Ямасаки, Кулик, Бродский ва Андреевларнинг ишларида [4,5], электронларни локаллашган ҳолатлар иштирокидаги оптик ўтишларнинг спектрлари учун Урбах қоидасининг [6] бажарилиши кўрсатилган. Аммо бу ишларда ҳам ҳаракатчанлик тирқиши кенглигидан кичик энергияли фотонлар учун, локаллашган электрон ҳолатлар орасидаги оптик ўтишлар билан бирга, локаллашган ва локаллашмаган ҳолатлараро ўтишларни мавжудлиги, ҳамда нуқсонлардаги электрон ҳолатлари иштирок этувчи ўтишлар ҳам юз бериши ҳисобга олинмаган.

Маълумки, узилган боғланишлар ҳосил қиладиган электрон ҳолатлари зичлиги тақсимотининг энергияга боғланишини Гаусс тақсимот функцияси кўринишида ёзилади. Шунинг учун ҳозиргача нуқсонларда ютилиш коэффициенти спектрлари учун аниқ аналитик ечим олинмаган. Бу масалани Гаусс тақсимоти ўрнига гиперболик фунцияни қўллаш ёрдамида ҳал қилиш мумкинлиги, нуқсонлардаги электрон ҳолатларни аниқлш имконини беради.

5

Диссертация ишининг илмий-тадқиқот ишлари режалари билан боғлиқлиги. Диссертация иши 2007-2011 йилларга мўлжалланган ОТ-Ф2-002. “Поликристал, аморф ва нанокристал кремнийли структураларда ташқи таъсирлардан (термик, оптик ва радиацион) стимуллашган номувозанатли заряд кўчиш жараёнлари” мавзуидаги давлат грантига бевосита боғлиқ ҳолда олиб борилган. Тадқиқот мақсади: рухсат этилган зоналардаги, шу зоналарнинг экспоненциал думларидаги, ҳамда узилган боғланишлардаги электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар учун ютилиш коэффициентининг спектрларини ҳосил бўлиш жараёнларини назарий изоҳлаш. Тадқикот вазифалари: ёруғликнинг зоналараро ютилиш коэффициенти билан рухсат этилган зоналардаги электрон ҳолатлари зичлигининг тақсимоти орасидаги боғланишларни аниқлаш; рухсат этилган зоналарнинг думларидаги электрон ҳолатлар иштирокидаги оптик ўтишларларни тадқиқ қилиш ва бу ўтишлар учун ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини аниқлаш, хамда электр ўтказувчанликнинг тури билан оптик ютилиш жараёнлари орасидаги боғланишларни ўрганиш. структура тўридаги узилган боғланишлардаги электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар учун ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари аниқлаш (нуқсонларда ютилиш спектрлари) ва псевдолегирланган a-Si:H аморф кремний нуқсонларида ютилиш спектрларини назарий ифодаларидан ва тажрибалардан олинган натижаларини солиштириш. Тадқиқот обьекти ва предмети. Илмий ишнинг обьекти псевдолегирланган гидрогенизацияланган aморф кремний (a-Si:H)дан иборат. Тадқиқотнинг предмети ёруғлик ютилиши жараёнларининг хусусиятлари ва улар спектрини псевдолегирланган гидрогенизяциялаштирилган аморф кремний қатламларида шаклланиши. Тадқиқот методлари: холат зичлиги матрицаси усули, Дэвис-Мотт яқинлашиш усулида Кубо-Гринвуд формуласидан фойдаланиш, тақрибий хисоблаш усули ва компьютер графикаси усули (Maple7). Тадқиқотнинг илмий фарази оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикасини ва рухсат этилган зоналардаги, шу зоналарнинг экспоненциал думларидаги ҳамда узилган боғланишлардаги электрон ҳолатлари тақсимотларига боғлиқ бўлишига асосланади. Ҳимояга олиб чиқилаётган асосий ҳолатлар:

1. Ютилган фотонларни энергияси, намуналарни электрўтказувчанлигини типи ва электронларни оптик ўтиш турларига боғлиқ холда Девис – Мотт яқинлашиш усули орқали мукаммаллаштирилган Кубо-Гринвуд формуласини татбиқ этиш натижасида олинган ёруғликнинг ютилиш коэффициенти.

2. Зоналараро ютилиш коэффициенти спектрларида максимумлар юзага келишининг рухсат этилган зоналарнинг электрон ҳолатлари зичлиги тақсимотига боғлиқлигини тушунтирувчи механизми.

6

3. Рухсат этилган зоналарнинг думларидаги электрон ҳолатлари зичлигининг тақсимоти экспоненциал бўлгандагина ютилиш коэффициент спектри учун Урбах қоидаси бажарилишининг асосланиши.

4. Псевдолегирланган HSia : нинг нуқсонларда ютилиш коэффициенти спектрларини намунани структура тўридаги узилган боғланишлар ва рухсат этилган зоналардаги ҳолатлар орасидаги оптик ўтишлар билан аниқланиш усули.

Илмий янгилиги: 1. Биринчи марта псевдолегирланган HSia : пардаларида оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаси учун Кубо-Гринвуд формуласини Дэвис-Мотт яқинлашиш усулида ҳисоблашда, бу формуладаги интегрални ютилган фотонларни энергияси ва электронларни оптик ўтиш турларига мослаштириб ажратиб олиш кераклиги кўрсатилди. 2. Рухсат этилган зоналардаги электрон ҳолатлари зичлиги тақсимотини энергияга боғланиши ўзгармас, параболик ва чизиқли бўлган ҳоллари учун зоналараро ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларининг аналитик ифодалари келтириб чиқарилган. 3. Псевдолегирланган HSia : қатламлари учун фундаментал ютилиш соҳаси чегарасида рухсат этилган зоналарининг думларида жойлашган ҳолатлар иштирокидаги электрон ўтишлари билан аниқланадиган ютилиш коэффициентининг қийматлари, зоналараро ютилиш коэффициенти қийматларидан катта бўлиб қолиши мумкин эканлиги кўрсатилган. 4. Рухсат этилган зоналарнинг думларидаги электрон ҳолатлар тақсимоти экспоненциал боғланишли бўлганда псевдолегирланган HSia : қатламларининг ютилиш коэффициенти спектрлари учун Урбах қоидасининг бажарилиши кўрсатилган. 5. Псевдолегирланган HSia : қатламларининг структура тўридаги узилган боғланишлар ҳосил қилувчи электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар учун ютилиш коэффициенти спектрлари олинган ва бу спектрлар рухсат этилган зоналардаги локаллашмаган электрон холатлар тақсимоти функцияси билан аниқланиши кўрсатилган. Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти: 1. Диссертация ишида олинган натижа ва хулосалар аморф яримўтказгичларга хос бўлган барча электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар билан ютилиш коэффициентининг спектри орасидаги боғланишлар ҳақидаги тасаввурларни кенгайтиришга ёрдам беради. 2. Псевдолегирланган HSia : аморф яримўтказгичларда рухсат этилган зоналар, уларни думлари ва нуқсонлардаги электрон ҳолатлар иштирокидаги оптик ўтишларда ёруғликни ютилиши учун таклиф қилинган назария, фотоэлектрик параметрлари барқарорлашган яримўтказгичли структуралар яратиш имконини беради. Натижаларнинг жорий қилиниши: ушбу ишда олинган натижалардан:

7

- аморф яримўтказгичларнинг ютилиш коэффициентини ҳисоблаш ва бу ҳисоблашлардан олинадиган натижалар зарур бўладиган физик ва ишлаб чиқариш лабораторияларида; - псевдолегирланган HSia : асосида тайёрланган оптоэлектроника қурилмаларининг оптик ва фотоэлектрик параметрларини оптималлаштиришда ва чидамлилигини орттиришда; - олий таълим муассасаларидаги талабалар, магистрлар ва аспирантларга яримўтказгичларнинг оптик хоссаларини ўқитишда фойдаланиш мумкин. Ишнинг синовдан ўтиши: диссертация ишининг асосий натижалари ЎзР ФА Физика-техника институти «Физика-Қуёш» ИИЧБ қошидаги Ихтисослашган кенгашнинг қўшма семинарида, НамДУ даги илмий семинарларда, ҳамда халқаро ва республика миқёсидаги конференцияларида маъруза қилинди ва мухокамадан ўтказилди: «Прикладные проблемы физики полупроводников» (Ташкент, 1999); «Яримўтказгичлар материалшунослиги муаммолари» (Андижон, 1999); «Проблемы производства поли- и монокристаллического кремния для микроэлектроники и солнечной энергетики» (Андижан, 2000); «Ўзбекистон ёш физиклар республика конференцияси» (Тошкент, 2002); «Научный семинар, посвященный 60-летию со дня основания академии наук Республики Узбекистан» (Тошкент, 2003); «Ҳозирги замон физикасининг долзарб муаммолари» (Термиз, 2004-2006-2008); “Яримўтказгичлар физикасининг долзарб муаммолари” (Андижон, 2004); «Фундаментальные и прикладные вопросы физики» (Тошкент, 2004); «Яримўтказгичлар физикасининг фундаментал ва амалий муаммолари» (Андижон, 2005); Материалы конференции “Год физика” (Тошкент, 2005); Физика в Узбекистане (Тошкент, 2005); «Фотоэлектрические и оптические явления в полупроводниковых структурах» (Фергана, 2006); «Неравновесные процессы в полупроводниках и полупроводниковых структурах» (Тошкент, 2007); «Замонавий физиканинг фундаментал ва амалий муаммолари» (Тошкент, 2007); «Оптические методы в современной физике» (ЎзМУ, Тошкент, 2008); «Актуальные проблемы инженерной техники и современных технологий» (Ош, 2008); «Неравновесные процессы в полупроводниках и полупроводниковых структурах» (Ташкент, 2009); «Фотоэлектрические и теплофизические основы преобразования солнечной энергии» (Фарғона, 2011); «Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах» (Фарғона, 2011). Натижаларнинг эълон қилинганлиги. Диссертация ишининг натижалари бўйича 28 та илмий ишлар чоп эттирилган, улардан 5 таси республика ва чет эл журналларида, қолганлари халқаро ва республика конференция материалларида чоп этилган. Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми. Диссератция иши 117 бетда баён қилинган, 30 та расм, кириш, тўртта боб, хулоса ва 91 та фойдаланилган адабиётлар рўйхатидан ташкил топган.

2. ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ Кириш қисмида диссертация иши мавзусининг ва муаммосининг долзарблиги асосланган, мақсад ва вазифалари акс эттирилган, илмий янгилиги ва амалий аҳамияти кўрсатилган, ҳимоя учун тақдим этиладиган мулоҳазалар келтирилган.

8

Биринчи бобда псевдолегирланган гидрогенизацияланган аморф кремнийда оптик ютилиш коэффициенти спектрлари билан электрон ҳолатлари зичлиги тақсимоти орасидаги боғлиқликни назарий ва амалий тадқиқ этиш натижалари бўйича адабиётлар таҳлили келтирилган. Аморф яримўтказгичларнинг электрон ҳолатлари зичлиги тақсимоти ва оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари орасидаги боғланишни ифодаловчи Кубо-Гринвуд формуласини Дэвис-Мотт яқинлашиш усули тадқиқ қилинган. Ҳозиргача оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларининг тажриба ва назарий натижаларини таққослаш учун фойдаланиб келинаётган эмпирик ҳисоблаш усулининг чекланганлиги кўрсатилган. Бу усулнинг ҳар доим ҳам, текширилаётган намунада тадқиқот натижаларини тўғри тавсифлай олмаслиги баён қилинган ва шу таҳлиллардан келиб чиқиб, ишнинг мақсад ва вазифалари белгиланган. Иккинчи боб псевдолегирланган аморф гидрогенизацияланган кремний пардаларида ҳаракатчанлик тирқишининг энергетик кенглигидан катта энергияли фотонларнинг ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини тадқиқ қилишга бағишланган. Псевдолегирланган a-Si:H да фотонларни энергиясига мос ҳолда фотонларни ютилиш турлари, зоналараро ютилиш коэффициентининг электрон ҳолатлари зичлиги тақсимоти кўринишига боғланишлари ва зоналараро ютилиш спектрал характеристикаларида максимумларни ҳосил бўлиш шартлари кўрилган. Бу ҳолда ёруғликни ютилиш коэффициентининг спектрал характеристикалари Кубо-Гринвуд формуласидан Дэвис-Мотт яқинлашиш усули билан ҳисобланди

dggBF

F

, (1)

бу ерда cnm

aeB0

2

2244

га тенг.

Ҳаракатчанлик тирқишининг энергетик кенглигидан катта энергияли фотонларнинг ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини аналитик кўринишларини ҳисоблашда валент зонадаги электрон ҳолатлари тақсимоти учун, яъни электронларнинг энергияси учу ε<εV шарт бажарилганда

n

g

CV

n

g

VgV E

gE

Egg

, (2)

ўтказувчанлик зонасидаги электрон ҳолатлари тақсимоти учун эса, яъни C<

бўлганда

n

VC

g

g gE

, (3)

9

ифодалардан фойдаланилди. Улардаги даража n=0, ½ ва 1 қийматларни қабул қилади. Бу зоналарнинг экспоненциал думларидаги электрон ҳолатлари тақсимотларини, мос равишда

g(ε)=g(εV)exp(-β1( ε – εV)), (4) бу ерда εV<ε<εF ,

g(ε)=g(εС)exp(β2(ε–εV -Eg))=g(εС)exp(β2(ε– εC)), (5) бу ерда εF<ε<εC, кўринишларда олинди. Катта энергияли фотонлар ютилганда юз берадиган электронларни оптик ўтиш турларига ва моделни танланишига мослаб (1) формулани қуйидаги кўринишда ажратилди

321)()()()(

C

F

V

C

F

V

F

F

dggBdggBdggBdggB (6),

бу ифодадаги α1,- α2,- α3, -парциал оптик ютилиш коэффициентлари бўлиб, электронларни валент зона думидан ўтказувчанлик зонасига, валент зонадан ўтказувчанлик зонасига, -валент зонадан ўтказувчанлик зонаси думига оптик ўтишларига мос келади. Рухсат этилган зоналараро оптик ўтишлар билан аниқланадиган ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаси учун n=1 бўлганда

22222 4

6)(

gg

g

g

EEE

EA , (7)

n=0 бўлганда

gEA

)(2 (8)

n=1/2 бўлганда

g

gggg

g E

EarctgEEE

EA

42

4)( 2

2 . (9)

ифодалар олинди. Бу ифодалардаги A=g(εV)g(εC)B га тенг. Зоналараро ютилиш коэффициенти учун (7)÷(9) ифодалар ёрдамида олинган спектрлар 1-расмда келтирилган.

10

1-чизиқли (n=1); 2-параболик (n=1/2); 3-ўзгармас (n=0, хисоблашлар Eg=1,8 эВ учун

бажарилган; 4-тажриба

1-расм. Зоналараро ютилиш коэффициенти спектрлари

Тажрибалар айрим псевдолегирлангн a-Si:H намуналарининг оптик ютилиш спектрларида аниқ максимумлар ҳосил бўлишини кўрса-тади. Маълумки, ярим-ўтказгичларнинг рухсат этилган зоналаридаги электрон ҳолатлари-нинг тақсимоти мурак-каб кўринишга эга бўлиб уларда бир нечта максимум ва минимум-лар жойлашган бўлади. Буларни ҳисобга олиб валент ва ўтказувчан-лик зоналари чегараларидаги электрон ҳолатлари зичлигининг тақсимоти Гаусс ёки гиперболик секанс кўринишидаги

2 1expC C C

C

g g a gch b

, (10)

ва

2 1expV V V

V

g g a gch b

, (11)

максимумларга эга бўлганда, зоналараро ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаси учун

))(())2((1

)(1ln

g

g

g

EbshbEbch

bEch

A (12)

ифода аниқланди. Ҳисоблашлар, ютилиш коэффициенти спектрларида аниқ максимум фақат валент ва ўтказувчанлик зоналарининг чегараларида бир вақтни ўзида максимумлар бўлгандагина ҳосил бўлишини кўрсатди. Бунга ишонч ҳосил қилиш учун валент зонадаги электрон ҳолатлари зичлиги тақсимотини ўзгармас (n=0), ўтказувчанлик зонасидаги эса максимумга эга бўлган ҳолда бажарилган ҳисоблашлардан ютилиш коэффициенти спектри учун

))2(exp(1)exp())(exp(2

g

gg

EbbEEb

arctgb

A (13)

ифода олинди.

11

Электронларни рухсат этилган зоналар ва уларни думларидаги электрон холатлар иштирокидаги оптик ўтишлар учун ёруғликни ютилиш коэффициенти спектрлари ҳисобланди ва n=1 учун

1

111

11

1exp1exp)( VFVF

g

VF

EA

, (14)

22

22

23

1exp1exp)(

FCFCg

CF

EA

, (15)

n=0 учун VF

A

12

1 exp1)(

, (16)

FCA

22

3 exp1)(

. (17)

муносабатлар олинди. Псевдолегирланган гидрогенизацияланган HSia : намуналарда рухсатилган зоналар ва уларни думлари орасидаги ютилиш

коэффициентининг қиймати зоналараро ютилиш коэффициенти қийматларидан катта бўлиб қолиши мумкин эканлиги аниқландаи. Учинчи боб псевдолегирланган a-Si:H намуналарида, ютилган фотонларни энергияси ҳаракатчанлик тирқишининг энергетик кенглигидан кичик бўлганда юз берадиган электронларни барча оптик ўтиш турлари учун ютилиш коэффициенти спектрларини тадқиқ қилишга бағишланган. Рухсат этилган зонадаги электрон ҳолатлари тақсимоти билан электронли ва ковакли фотоўтказувчанлик ҳосил қилувчи оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеритикалари орасидаги боғлиқлик кўриб чиқилган. Валент ва ўтказувчанлик зоналаридаги электрон холатлар зичлиги тақсимотининг даражаси n=1 бўлганда: биринчи соҳа учун 0<ћω<εC-εF битта; иккинчи соҳа учун εC-εF <ћω<εF-εV иккита; учинчи соха учун εF-εV<ћω<εC-εV=Eg учта компоненталарнинг йиғиндисидан иборат бўлиши кўрсатилган. Рухсат этилган зоналардаги электрон ҳолатлари тақсимоти даражаси n=1 бўлганда: биринчи соҳа учун

21

2

12

12 exp1expexp

gVF EA . (18)

Иккинчи соҳа учун

1

111

11

1exp1expVFFCg

g

VF EE

A , (19)

1 22 12 2 1

2 1

expexpexp 1gF V

C F

EA

. (20)

Учинчи соҳа учун,

1

111

11

1exp1expVFFCg

g

VF EE

A , (21)

g

g EE

A 2112

12 exp1

exp , (22)

12

22

22

23

1exp1exp

FCVFg

g

FC EE

A (23)

ифодалар олинди. n=1/2 бўлганда аналитик ечимларни олиш мумкин эмаслигидан спектрлар тақрибий ҳисоблаш усулларидан аниқланди. n=0 бўлганда эса, иккинчи соҳа учун

1 1 11

exp( ( )) exp( ( ))g F VA E

, (24)

учинчи соҳа учун

FCgEA

111

1 exp1exp , (25)

3 2 22

exp 1 expg F VA E

(26)

a- валент зона думидан ўтказувчанлик зонасининг думига; b-валент зона думидан ўтказувчанлик зонасига; c- валент зонадан

ўтказувчанлик зонаси думига; 1-0<ћω<εC-εF соха; 2- εC-εF<ћω<εF-εV соха; 3-

VCgVF E соха

2-расм. Псевдолегирланган a-Si:H нинг ютилиш коэффициентининг спектрал

характеристикаси

ифодалар келтириб чиқарилди. Бу спектрларни графиклари 2- расмда келтирилган (a-валент зона думидан ўтказувчанлик зонаси думига, b-валент зона думидан ўтказувчанлик зонасига, c-валент зонадан ўтказувчанлик зонаси думига оптик ўтишларнинг спектрлари). Электронларни фотоўтказувчанлик ҳосил қилмайдиган (18), (20) ва (22), шу билан бирга фотоўтказувчанлик ҳосил қилувчи (19), (21), (23÷22) оптик ўтишларининг спектрал характеристикаларни рухсат этилган зоналар ва уларнинг экспоненциал думларидаги электрон ҳолатлари тақсимотига боғланишлари ўрганилди. Агар рухсат этилган зоналарнинг думларидаги локаллашган электрон ҳолатлари зичлиги тақсимоти экспоненциал бўлса, ютилиш коэффициенти спектрал характеристикасининг бу соҳасида доимо Урбах қоидаси бажарилиши кўрсатилди. Ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини псевдолегирланган a-Si:H пардаларини электрўтказувчанлигининг типига боғланишлари тадқиқ қилинди. Псевдолегирланган HSia : қатламларидаютилиш коэффициенти спектрларини электрўтказувчанлик типига боғлиқлиги бўйича олиб борилган

13

назарий тадқиқотлар асосида қуйидаги хулосалар олинди. Намуна n-тип электр ўтказувчанликка эга бўлганда, ћω≤εC-εV=Eg энергияли фотонлар учун ютилиш коэфффициенти қийматини аниқлашда валент зона думидаги электрон ҳолатлари, р- тип намуналарда ўтказувчанлик зонаси думидаги электрон ҳолатлари асосий бўлади ва улар учун Урбах қоидаси бажарилади. Шуни такидлаш керакки i-тип яримўтказгичларда Ферми сатҳи тақиқ зона ўртасида жойлашган бўлади, яъни εC-εF ≈εF-εV=Eg/2 ва нуқсонларни таъсири инобатга олинмаганда думларни қиялиги бир-бирига тенг бўлади β1≈β2. Буларни ҳисобга олиб 0<ћω≤εC-εF≈εF-εV=Eg/2 бўлганда, яъни 1-соҳа учун қуйидаги ифода олинди

gg EAEA 12 expexp (27) Иккинчи шарт Eg/2≤ћω<Eg бажариладиган соҳада α=α1+α2+α3 тенглик ўринли бўлиб улар учун қуйидаги спектрлар олинди:

gg

gg E

EAE

EA

211 exp))(exp( , (28)

2exp1

21exp

2222

22

ggg

g

g EEE

EE

A , (29)

2exp1

21exp

1111

13

ggg

g

g EEE

EE

A , (30)

1-фотоўтказувчанлик хосил қилмайдиган; 2- фотоўтказувчанлик хосил қилувчи; 3-

ћω>Eg энергияларда зоналараро ютилиш 3-расм. Аморф селенинг ютилиш коэффициенти спектралари [7]

рухсат этилган зона ва уларни думлари орасидаги оптик ўтишлар ҳисобига фотоўтказувчанлик ҳосил бўлади, учинчи соҳа эса зоналараро оптик ўтишлар билан аниқланади. β1≈β2 шартдан α2≈α3 келиб чиқади (бу ерда электрон ва ковакларни эффектив массалари тенг бўлиши инобатга олинди), бу хусусий намуналар учун ҳам Урбах қоидаси бажарилишини кўрсатади. Узилган боғланишларнинг коцентрацияси кичик бўлган аморф селен учун тажрибадан олинган спектрал характеристикалар, олиб борилган

14

назарий тадқиқот натижаларини тасдиқлайди [7] (3-расм). Бу ерда биринчи эгри чизиқ зоналарни думлариаро яъни, фотоўтказувчанлик ҳосил қилмайдиган оптик ўтишларга иккинчи эгри чизиқ эса фотоўтказувчанлик ҳосил қилувчи оптик ўтишларга мос келади.

Тўртинчи бобда структура боғлари узилишининг табиатига қараб псевдолегирланган HSia : қатламларида оптик ўтишлар тадқиқ қилинган. Рухсат этилган зоналар думидан нуқсондаги электрон холатларига, рухсат этилган зоналар ва нуқсонлардаги электрон холатлар иштирокидаги хамда нуқсонлараро фотонлар ютилиши жараёнлари кўрилган, нуқсонлар ва рухсат этилган зоналар орасидаги ютилиш спектрларининг зонадаги локаллашмаган электрон холатлари зичлигига боғлиқлиги ўрганилган.

Псевдолегирланган HSia : да рухсат этилган зоналар ва узилган боғланишларда жойлашган электрон холатлар орасидаги оптик ўтишлар учун қуйидагидан иборат бўлган ютилиш коэффициентларини аниқлаш усули таклиф қилинган.

Ютилиш коэффициенти спектраларини аниқлашда нуқсон ва нуқсон, нуқсон ва рухсат этилган зоналар думлари, нуқсон ва рухсат этилган зоналардаги электрон холатлари зичлиги тақсимотларининг кесишиш энергетик ўринлари жойларига мос холда интегралнинг чегаравий шартлари параметрлари танланади.

Бу усулга кўра Si-Si узилган боғлари хисобига юзага келувчи D0-нейтрал нуқсон, хамда битта электрон чиқиб кетувчи ёки қўшилувчи манфий D— ва мусбат D+ моновакансиялар, икки электронли ва икки ковакли бивакансиялар улуши хисобланган. Нуқсонлардаги электрон холатлар зичлиги тақсимоти функциялари Гаусс

2exp DD agg , (31) ёки гиперболиксеканс

D

D

bchgg

, (32)

кўринишида танланди. Нуқсонлардаги электрон ҳолатлари иштирок этувчи оптик ўтишларнинг барча турлари учун ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларининг аналитик ифодаларини қуйидаги кўринишларда бўлиши аниқланди: электронларни нуқсонлараро оптик ўтишлари учун

0 1 21 2

2 1 0 1 2

2 1 0 1 2 2 1

2 1 0 1 2 2 1

exp 21 lnexp 2

exp exp 2 exp

exp exp 2 exp

D DD D

C V D D D D

D D D D D D

D D D D D D

bAg gg g b sh b b

b b b

b b b

. (33)

Нуқсонлар ва рухсат этилган зоналарни экспоненциал думлари орасидаги оптик ўтишлар учун: нуқсондан ўтказувчанлик зонаси думига

1 1 1 1

1 1

exp exp 2 1ln

exp 2 1D D C D

V D

Ag b bg b b

, (34)

15

валент зона думидан нуқсонга

2 22 2

2 2

exp 2 exp 2 1expln

exp 2 1DD V D

C D

b bAg bg b b

. (35)

Нуқсонлар ва рухсат этилган зоналардаги электрон ҳолатлари орасидаги оптик ўтишлар учун n=0, бўлганда валент зонадан нуқсонга

)))(2(exp(1))(exp())(exp(

)()(2

DV

DVDV

C

D

bbb

arctgbg

Ag , (36)

нуқсондан ўтказувчанлик зонасига

)))(2(exp(1))(exp())(exp(

)()(2

DC

DCDC

V

D

bbb

arctgbg

Ag . (37)

n=1/2 да аналитик ечимларни олиш мумкин бўлмаганлиги учун спектрал характеристикалар тақрибий ҳисоблаш усуллари билан аниқланди. n=1 бўлганда эса ютилиш коэффициенти спектрлари қуйидаги кўриниларда бўлиши аниқланди: нуқсондан ўтказувчанлик зонасига

)38(}))(exp())(exp(21

)))((exp()))((exp()(2{)(

)()(

22

DCDC

DCDCVDgV

D

aaa

barctgbarctgbEg

Ag

валент зонадан нуқсонга

)39(.}))(exp())(exp(21

)))((exp()))((exp()(2{)(

)()(

22DVDV

DVDVDCgC

D

aaa

barctgbarctgbEg

Ag

Ютилиш коэффициентининг қийматларини аниқлашда асосий ролни нуқсонлар ва рухсат этилган зоналар орасидаги электрон ўтишлари ўйнаши кўрсатилди (4-а расм). Нуқсонларда ютилиш коэффициенти спектрларида максимумларни ҳосил бўлиш шартларини аниқлаш учун валент ва ўтказувчанлик зоналаридаги ҳолатлар зичлиги тақсимоти максимум ва минимумларга эга бўлиши мумкин эканлигини ҳисобга олган ҳолда, рухсат этилган

16

1,2,3,4-назария; 5-тажриба [8]

1,2-назария; 3-тажриба [9],

4-расм. Псевдолегирланган a-Si:Hнинг нуқсонларда

ютилиш коэффициентининг спектрал характеристикалари

зоналарнинг чегараларидаги локаллашмаган ҳолатлар зичлигининг тақсимотларини ҳам, Гаусс ёки гиперболиксеканс тақсимоти кўринишида танланди. Рухсат этилган зоналарнинг чегараларига бу тақсимотнинг максимумлари тўғри келади деб, нуқсонларда ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари учун қуйидаги натижалар олинди. Ўтказувчанлик зонасидан нуқсонга оптик ўтишлар учун

2

2

1

1 2ln

1 2 2

D

V C D

D DC D

C C

D DC D

C C

A gg b sh b

g gch b

g g

g gch b

g g

. (40)

Валент зонадан нуқсонлардаги ҳолатларга ўтишлар учун эса

2

2

1

1 2ln

1 2 2

D

C D V

V VD V

D D

V VD V

D D

A gg b sh b

g gch b

g g

g gch b

g g

. (41)

Фақат шу ҳолдагина нуқсонларда ютилиш коэффициенти спектрал характеристикасида аниқ максимум ҳосил бўлиши кўрсатилди (4-б расм).

17

3. ХУЛОСА

1. Псевдолегирланган гидрогенизацияланган аморф кремнийда фотонларни ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини тадқиқ қилишда, уни ютилган фотонларни энергиясига, электронларни оптик ўтиш турларига ва намуналарни электрўтказувчанлигини типига қараб соҳаларга ажратиб олиш кераклиги кўрсатилди. 2. Ютилиш коэффициенти спектрал характеристикасини Дэвис-Мотт яқинлашиш усулига кўра Кубо-Гринвуд формуласидан ҳисоблашда ундаги интегрални ютилган фотонларни энергиясига боғлиқ бўлган электронларни оптик ўтиш турларига мос компоненталарга ажратиш шартлари аниқланди. 3. Псевдолегирланган гидрогенизацияланган аморф кремнийда фотонларни рухсат этилган зоналараро ютилишлари билан аниқланадиган ютилиш коэффициенти спектрал характеристикасини ифодалари валент ва ўтказувчанлик зоналарнинг чегараларидаги электрон ҳолатлари зичлиги тақсимотига боғлиқ бўлиши кўрсатилди. 4. Псевдолегирланган HSia : пардаларида gE энергияли фотонлар ютилганда, аморф яримўтказгичларга хос бўлган локаллашмаган ва локаллашган электрон ҳолатлари орасида электронлар оптик ўтиш турлари аниқланди. 5. Псевдолегирланган HSia : пардаларида gE энергияли фотонларнинг барча ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларида локаллашган электрон ҳолатлари зичлиги тақсимоти экспоненциал бўлганда Урбах қоидаси бажарилиши аниқланди. 6. Электронларни узилган боғланишлар ҳосил қилувчи электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишларнинг барча турлари учун тажрибалардан олинадиган натижаларга мос келувчи парциал ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари келтириб чиқарилди. 7. Нуқсонлар ҳосил қилувчи электрон ҳолатлари иштирок этувчи оптик ўтишларнинг ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларининг кўринишини рухсат этилган зоналардаги электрон ҳолатлари зичлиги тақсимоти аниқлаши кўрсатилди.

Фойдаланилган адабиётлар рўйхати

1. Джоунопулос Дж., Люковски Дж. Физика гидрогенизированного аморфного кремния. М.: Мир, вып. 1,1987. 286 с.

2. Мотт Н., Дэвис Э., Электронные процессы в некристаллических веществах. М.: Мир, 1982.652 с.

3. Бродски М. Аморфные полупроводники. – Москва: Мир, 1982. – 419 с. 4. Андреев А.А., Шлимак И.С. Фотоэлектрические явления в аморфном

гидрированном кремнии и преобразователи солнечной энергии. В книге «Труды ФТИ АН СССР им. А.Ф. Иоффе». 1984. с. 222-252.

18

5. Yamasaki S., Oheda H., Matsuda A., Okushi H., Tanaka K. Gap-state profiles of a-Si:H dedused from below-gap optical absorption // J. Jour. of Appel. Phisics. 1982. Vol. 21, No. 9, pp/ L539-L541.

6. Гельмонт Б.Л., Перель В.И., Яссиевич И.Н. О правиле Урбаха // ФТТ.1983. Т. 25 в. 3. сс. 727-733.

7. Lanyon H.P. Electrical and optical properties of vitreous selenium. // Phys. Rev. 1963. –V. 130.-№ 1. -P. 134-138.

8. Kocka J., Vanecek M., Schauer F. a-Si:H gap states investigated by CPM and SCLC // J. non-cryst. Solids. 1987. –V. 97-98. pt 1. -P. 715-722.

9. Okushi H., Tokumaru Y., Yamasaki S. Energy dependence of electron- capture cross section of gap states in n-type a-Si:H. // Phys. Rev. B. 1982. V 25. N 6. P. 4313-4316.

4. ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

1. Икрамов Р. Ғ., Исманова О. Т., Нуритдинова М. А. Қуёш батареяларини фотогальваник параметрларини тадқиқ қилиш. // НамДУ илмий ахборотномаси. –Наманган, 2002.-№ 3. 51-52 б.

2. Зайнобидинов С., Икрамов Р. Ғ., Нуритдинова М. А. a-Si:H пардаларида энергияси ҳаракатчанлик тирқиши кенглигига тенг ва ундан катта бўлган фотонларни ютилиш коэффициенти. // Материалы научного семинара, посвященного 60-летю со дня основания академии наук Республики Узбекистан. В книге «Наука и образование: проблемы и решения». -Ташкент, 2003. -С. 13-19.

3. Рахимов Н., Икрамов Р. Ғ., Нуритдинова М. А. Исследование влияние ловушек на фотоэлектрические свойства мишени видикона на основе a-Si:H. // Узбекский Физический Журнал. –Ташкент, 2003. -№ 5-6. –С.375-378.

4. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А. Спектры межзонного поглощения аморфного гидрогенизиованного кремния. // Доклады АН РУз. – Ташкент, 2008. -№ 4. –С.33-36.

5. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А., Абдуллазизов Б.А., Ёкуббаев А.А. Плотность нелокализованных электронных состояний и оптическая ширина щели подвижности аморфных полупроводников. // Известия Ошского технологического университета. – Ош, 2008. -№1. –С. 210-214.

6. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А., Жалалов Р.М. «Температурный эффект в спектрах поглощения аморфных полупроводников», Укр.Физ.Жур. 2008, №8, с.791-795.

7. Зайнобидинов С., Нуритдинова М.А., Икрамов Р.Г., Жалалов Р.М. Уровень Ферми и энергия Урбаха в аморфных полупроводниках. // Uzbek Journal of Physics. –Tashkent, 2008. –V.10. – № 6. –PP.389-392.

8. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Г., Жалалов Р.М., Нуритдинова М.А. Распределения плотности электронных состояний в разрешенных зонах и межзонные поглощения в аморфных полупроводниках. // Оптика и спекроскопия. –Санкт-Петербург, 2011. – Т.110. –№ 5. –С.813-818.

19

9. Бобохужаев У.С., Жураев Х.О., Нуритдинова М.А. Исследование ловушечных уровней мишени видикона приготовленных на основе a-Si:H. // Международная конференция: Прикладные проблемы физики полупроводников. –Ташкент, 1999. –С.25-26.

10. Жураев Х.О., Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А., Рахимов Н. Параметры переходных слоев и металлическая проводимость аморфного гидрированного кремния. // Сборник науч. тез: Проблемы производства поли- и монокристаллического кремния для микроэлектроники и солнечной энергетики 18-20 мая 2000. –Андижан, 2000. –С.47.

11. Икрамов Р.Ғ., Жураев Х.О., Нуритдинова М.А. Гидрогенизацияланган аморф кремнийда зоналараро ютилиш коэффициентини тадқиқ қилиш. // «Ўзбекистон ёш физиклар республика конференцияси» илмий маърузалар тўплами 3-4 декабрь 2002. – Тошкент, 2002. 88-89 б.

12. Икрамов Р.Ғ., Мавлянов Х.Ю., Нуритдинова М.А., Рафиков К.Г. Хусусий ва р-тип электрўтказувчанликка эга бўлган a-Si:H пардаларида ёруғликни ютилиш механизми. // Ҳозирги замон физикасининг долзарб муаммолари II республика илмий назарий конференцияси тезислар тўплами. –Термиз 2004, 25-26 б.

13. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А. Локаллашган ҳолатларда ёруғликни ютилиш коэффициенти ва Урбах параметри. // Ҳозирги замон физикасининг долзарб муаммолари II республика илмий назарий конференцияси тезислар тўплами. – Термиз, 2004. 27-28 б.

14. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А. a-Si:H пардаларидаги узилган боғланишларда ёруғликнинг ютилиш коэффициенти. // «Яримўтказгичлар физикасининг долзарб муаммолари» мавзуидаги илмий анжуман материаллари. –Андижон 2004. 21-22 б.

15. Зайнобиддинов С., Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А. Исследования края оптического поглощения в псевдолегированном a-Si:H. // Труды международной конференции посвященной на 90-летию академика С.Азимова: Фундаментальные и прикладные вопросы физики. – Ташкент, 2004. – С.245-247.

16. Икрамов Р.Ғ., Жалолов Р.М., Нуритдинова М.А. a-Si:H пардаларида Урбах энергиясини Ферми сатҳига боғланиши. // Халқаро илмий-услубий конференция: Яримўтказгичлар физикасининг фундаментал ва амалий муаммолари. – Андижон, 2005. 16-17 б.

17. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Ғ., Жалолов Р.М., Нуритдинова М.А. a-Si:H пардаларининг ҳаракатчанлик тирқишининг оптик кенглиги. // Халқаро илмий-услубий конференция: Яримўтказгичлар физикасининг фундаментал ва амалий муаммолари. – Андижон, 2005. 151-152 б.

18. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Ғ., Жалолов Р.М., Нуритдинова М.А. Локаллашмаган ҳолатлар зичлиги ва зоналараро оптик ютилиш спектрлари. // Материалы конференции. Посвящается «Году физики-2005», Физика в Узбекистане. – Ташкент, 2005, с.76.

19. Зайнобидинов С., Икрамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А. a-Si:H пардаларида электронларни оптик ютилиш турлари. // Материалы конференции.

20

Посвящается «Году физики-2005», Физика в Узбекистане. – Ташкент, 2005, с.77.

20. Ikramov R.G., Nuritdinova M.A., Jalolov R.M. Research of dependence of Urbach edge on density of the localized states in amorphous semiconductors. // Международная конференция: Фотоэлектрические и оптические явления в полупроводниковых структурах. – Фергана, 2006. – С.75-76.

21. Zaynobidinov S., Ikramov R.G., Nuritdinova M.A. Density of the non-localized electronic states and spectra of inter-band absorption. // Международная конференция: Фотоэлектрические и оптические явления в полупроводниковых структурах. – Фергана, 2006. – С.115-116.

22. Икрамов Р. Г., Нуритдинова М.А., Жалалов Р.М. Энергия Урбаха и уровень Ферми в пленках a-Si:H. // Международная конференция: Неравновесные процессы в полупроводниках и полупроводниковых структурах. – Тошкент, 2007. – С.54-56.

23. Икрамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А., Исабаева Ф.Д. Аморф яримўтказгичларда электронларни оптик ўтишларининг матрица элементи. // Замонавий физиканинг фундаментал ва амалий муаммолари, республика конференцияси. – Тошкент, 2007. 152-154 бетлар.

24. Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А., Жалалов Р.М. Спектры коэффициента дефектного поглощения аморфных полупроводников. // ЎзМУнинг 90 йиллигига бағишланган илмий-амалий конференция: Оптические методы в современной физике. – Тошкент, 2008. 189 -191 б.

25. Икарамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А.,Жалалов Р.М. a-Si:H даги узилган боғланишларнинг электрон ҳолатлари тақсимоти. // III Республика илмий назарий конференция: Ҳозирги замон физикасининг долзарб муаммолари. – ТерДУ, Термиз, 2008, 42-44 бетлар.

26. Жалалов Р.М., Икрамов Р.Ғ., Нуритдинова М.А. Псевдолегирланган a-Si:H нинг нуқсонлардаги оптик ютилиш спектрларини ҳисоблаш ҳақида. // 2-Международная конференция: Неравновесные процессы в полупроводниках и в полупроводниковых структурах. – Ташкент, 2009. – С.59-60.

27. Жалалов Р.М., Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А., Турсуналиев И. Р. Расчет инфракрасного поглощения в аморфных полупроводниках. // Республиканская научно техническая конференция: Фотоэлектрические и теплофизические основы преобразования солнечной энергии. – Фергана 2011. – С.122.

28. Зайнобидинов С., Абдуллаев Х.О., Жалалов Р.М., Икрамов Р.Г., Нуритдинова М.А. Энергетическое положение дефектов и спектры коэффициента оптического поглощения в аморфных полупроводниках. // 2-международная конференция: Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро - и наноструктурах. – Фергана2011, с. 111-112.

21

Физика-математика фанлари номзоди илмий даражасига талабгор Нуритдинова Машхура Анварбековнанинг 01.04.10 - яримўтказгичлар физикаси ихтисослиги

бўйича “Псевдолегирланган HSia : нинг оптик ютилиш коэффициентини электрон ҳолатлари зичлигига боғлиқлигини тадқиқ этиш”

мавзусидаги диссертациясининг РЕЗЮМЕСИ

Таянч сўзлар: псевдолегирланган HSia : , ҳолатлари зичлиги тақсимоти,

оптик ўтиш турлари, ютилиш коэффициенти спектрлари. Тадқиқот объектлари: псевдолегирланган HSia : га хос бўлган электрон

ҳолатлари зичлиги тақсимотлари, Кубо-Гринвуд формуласи, псевдолегирланган HSia : нинг оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари.

Ишнинг мақсади: рухсат этилган зоналардаги, шу зоналарнинг экспоненциал думларидаги, ҳамда узилган боғланишлардаги электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар учун ютилиш коэффициентининг спектрларини ҳосил бўлиш жараёнларини назарий изоҳлаш.

Тадқиқот методлари: Дэвис-Мотт яқинлашиш усули, интегралларни аналитик ва тақрибий ҳисоблаш усуллари, Maple 7.

Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги: псевдолегирланган HSia : га хос бўлган барча электрон ҳолатлари зичлиги тақсимолари учун Кубо-Гринвуд формуласини Дэвис-Мотт яқинлашиш усули билан оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларини келтириб чиқаришда, бу формуладаги интегрални ютилган фотонларни энергияси ва электронларни оптик ўтиш турларига мос холда табақалаштирилди; фундаментал ютилиш соҳасида рухсат этилган зоналардаги электрон ҳолатлари зичлигини тақсимотини ўзгармас, параболик ва чизиқли бўлган ҳоллари учун оптик ютилиш коэффициенти спектрал характеристикалари келтириб чиқарилди ва тадқиқ қилинди; спектрларни экспоненциал ютилиш соҳасида рухсат этилган зоналарнинг думларидаги электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар билан аниқланадиган ютилиш коэффициенти спектрларининг аналитик ифодалари аниқланди; бу материалнинг структура тўридаги нуқсонлар ҳосил қилувчи электрон ҳолатлари иштирок этувчи оптик ўтишлар учун ютилиш коэффициенти спектрал характеристикаларининг янги аналитик ифодалари аниқланди ва тадқиқ қилинди.

Амалий аҳамияти: диссертация ишида олинган натижа ва хулосалар аморф яримўтказгичларга хос бўлган барча электрон ҳолатлари иштирокидаги оптик ўтишлар билан ютилиш коэффициентини спектрал характеристикалари орасидаги боғланишлар ҳақидаги тасавурларни кенгайтиришга ёрдам беради.

Тадбиқ этиш даражаси ва иқтисодий самародорлиги: псевдолегирланган HSi : аморф яримўтказгичларда рухсат этилган зоналар, уларни думлари ва

нуқсонлардаги электрон ҳолатлар иштирокидаги оптик ўтишларда ёруғликни ютилиши учун таклиф қилинган назария, фотоэлектрик параметрлари барқарорлашган яримўтказгичли структуралар яратиш имконини беради.

Қўлланилиш соҳаси: аморф яримўтказгичлар физикаси, опто- ва микроэлектроника, яримўтказгичли асбоблар физикаси.

22

РЕЗЮМЕ диссертации Нуритдиновой Машхуры Анварбековны на тему “Исследование

влияния плотности электронных состояний на коэффициент оптического поглощения в псевдолегированном HSia : ” на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика

полупроводников Ключевые слова: Псевдолегированный HSia : , распределения плотности

электронных состояний, типы электронных оптических переходов, спектральная характеристика коэффициента оптического поглощения. Объекты исследования: Псевдолегированный гидрогенизированный аморфный кремний, распределения плотности электронных состояний псевдолегированного гидрогенизированного аморфного кремния, формула Кубо-Гринвуда, спектральная характеристика коэффициента оптического поглощения псевдолегированного гидрогенизированного аморфного кремния, оптическая ширина щели подвижности.

Цель работы: теоретическое исследование механизма формирования спектра коэффициента поглощения света при оптических переходах между различными локализованными и нелокализованными электронными состояниями псевдолегированного аморфного кремния.

Методы исследования: метод приближения Дэвиса–Мотта, аналитические и численные методы расчетов интегралов. Maple7. Полученные результаты и их новизна: из формулы Кубо-Гринвуда по методу приближения Девиса-Мотта для спектральных характеристик коэффициента оптического поглощения пленок псевдолегированного a-Si:H получены новые выражения, расчленяя интеграл в соответствии электронным переходам и энергии поглощенных фотонов для случаев когда, распределения плотности электронных состояний в разрешенных зонах имеют степенные зависимости; выведены и теоретически исследованы новые формулы для спектров коэффициента поглощения, которые определяются электронными переходами, где участвуют локализованные электронные состояния находящиеся в хвостах разрешенных зон; получены новые формулы спектральной характеристики коэффициента дефектного поглощения для оптических переходов, где участвуют электронные состояния находящиеся в дефектах структурной сетки этого материала.

Практическая значимость: результаты и выводы диссертации способствуют расширению физических представлений о спектральной зависимости коэффициента оптического поглощения в аморфных полупроводниках, где оптические переходы обусловлены между всеми электронными состояниями. Степень внедрения и экономическаяь эффективность: построенная теория поглощения света, обусловленная оптическими переходами между электронными состояниями разрешенных зон, в хвостах этих зон и в дефектах псевдолегированного HSia : позволяет создавать полупроводниковые структуры с оптимизированными фотоэлектрическими параметрами. Область применения: физика аморфных полупроводников, опто- и микроэлектроника, полупроводниковые приборы.

23

RESUME

Thesis of Nuritdinova Mashhura Anvarbekovna оn the scientific degree competition of the doctor of philosophy in physical-mathematical sciences on a speciality 01.04.10 -

Physics of semiconductors subject "Research of dependence of optical absorption coefficient from density of electronic states pseudodoped HSia : "

Key words: amorphous semiconductors, pseudodoped amorphous hydrogenated

silicon, distributions of density of electronic condition, types of electronic optical transitions, spectral characteristic of optical absorption coefficient.

Subjects of research: рseudodoped amorphous hydrogenated silicon, distribution of density of electronic states of pseudodoped amorphous hydrogenated silicon, formula Kubo-Greenwood, spectral characteristic of optical absorption coefficient of pseudo doped amorphous hydrogenated silicon, optical width of a mobility gap.

Purpose of work: the definitions and researches of the spectral characteristics of optical absorption coefficient determined by optical transitions, where participate electronic states taking place in the allowed bands, exponential tails of these bands and defects pseudodoped a-Si:H.

Methods of research: a method of Davis-Mott approximation, analytical and numerical methods of account of integrals.

The results obtained and their novelty: from the formula Kubo-Greenwood on a method of Davis-Mott approximation for the spectral characteristics of optical absorption coefficient in the films pseudodoped HSia : , are received new expression, sharing integral in conformity of electronic transitions and energy absorbed photons, for cases when, the distributions of density of electronic states in the allowed bands had sedate kinds. Are deduced and the new formulas for spectra of absorption coefficient are investigated which are defined by electronic transitions with participation of the localized electronic states of the allowed bands, taking place in tails. The new formulas of the spectral characteristic of defective absorption coefficient for optical transitions are received, where electronic states’ taking place in the also defects participates in a structural grid of this material.

Practical value: the received results has essential meanings for increase of stability of photo-electric parameters of devices optoelectronics on a basis pseudodoped a-Si:H on external influences.

Degree of embed and economic effectivity: the received conclusion is used by a basis in physical and industrial laboratories, where the accounts and results of accounts of absorption coefficient of amorphous semiconductors are necessary.

Field of application: physics amorphous of semiconductors, opto- and microelectronics, semiconductor devices.