О лаборатории «Рост полупроводниковых кристаллов»

Лаборатория «Рост полупроводниковых кристаллов» создана в 1959 году в Физико-техническом институте АН РУз. В лаборатории проводятся научно-исследовательские работы по физико-химическим основам технологии полупроводниковых материалов и приборов. Главными задачами являются выяснение закономерностей взаимодействия и распределения химических элементов и соединений в многокомпонентных одно-, двухфазных системах применительно к насущным запросам полупроводникового материаловедения и твердотельной электроники, в особенности, солнечных элементов. В лаборатории были основаны новые направления исследований полупроводниковых материалов и преобразователей лучистой и тепловой энергии в электрическую: 1) непрерывные твердые растворы полупроводниковых соединений; 2) примесная вольтаика.

На основе впервые открытого  нового явления образования новых твердых растворов за счет замещения молекулами элементарных полупроводников IV группы молекул полупроводниковых соединений из группы III-V и II-VI, и ряда теоретических и экспериментальных исследований развиты три концепции создания твердых растворов и примесных эффектах в них: 1) О существовании нового класса полупроводниковых непрерывных твердых растворов замещения и перспективах их применения; 2) О путях осуществления примесных фотовольтаических эффектов в фотоэлементах в целях значительного повышения эффективности солнечных элементов и термофотовольтаических систем; 3) О физических эффектах, присущих только твердым растворам. Для разработки концепции о существовании нового класса полупроводниковых твердых растворов замещения выдвинуты следующие идеи: молекулярные элементы C2, Si2, Ge2, Sn2, их комбинации CGe, CSn, SiGe SiSn, GeSn и их более сложные комбинации являются новыми, ранее неизвестными химическими соединениями, не описываемыми традиционными диаграммами состояний; эти новые химические соединения образуют твердые растворы при низкотемпературной кристаллизации эпитаксиальных слоев из жидкой фазы. Предложена формула для растворимости различных элементов в многокомпонентных системах и сформулированы условия образования твердых растворов замещения, которые заключаются в равенстве сумм валентностей и близких значениях сумм ковалентных радиусов атомов, образующих  молекулы раствор-образующих компонентов. Синтезированы на кремниевых подложках новые классы полупроводниковых варизонных непрерывных твердых растворов: 1-класс IV1-x IVx: Si1-xGex, Si1-xSnx, Ge1-xSnx; 2-класс (IV2)1-x(A3B5)x: (Ge2)1-x(GaAs)x, (Si2)1-x(GaP)x, (Ge2)1-x(InP)x, (Sn2)1-x(InSb)x, (Si2)1-x(GaSb)x; 3-класс (IV2)1-x(A2B6)x: (Ge2)(1-x)(CdTe)x, (Ge2)1-x(ZnSe)x, (Si2)1-x(ZnS)x, (Si2)1-x(CdS)x, (Si2)1-x(ZnSe)x; 4–класс (IV2)1-xy(A3B5)x(A2B6)y: (Ge2)1-xy(GaAs)x(ZnSe)y, (Si2)1-xy(ZnSe)x(GaP)y.

В основу концепции о путях осуществления примесных фотовольтаических эффектов положены идеи о целесообразности использования изовалентных примесных элементов и соединений, удовлетворяющих условиям образования твердых растворов молекулярного замещения на основе базовых полупроводников. Предложен механизм  вольтаического эффекта, обусловленного  изовалентными примесями, энергетические уровни которых находятся в валентной зоне.

Обнаружены энергетические уровни молекул (Si2, Ge2, GaP) узкозонных полупроводников, расположенные внутри запрещенной зоны широкозонных полупроводников соединений А3В5 и А2В6, а также уровни молекул (GaAs, CdS, ZnSe) широкозонных полупроводников внутри валентной зоны узкозонного полупроводника.

В nSi-pCалмаз, nSiC-pCалмаз гетероструктурах без люминофора получено белое свечение.

На основании развитых представлений о возможности развития процессов самоорганизации дефектов в полупроводниках группы III-V обнаружен тепловольтаический эффект в этих материалах.

Экологически чистым методом в малой солнечной печи восьмикратной переплавкой металлургического кремния с чистотой 96 атомных % на открытом воздухе получен поликристаллический кремний с чистотой 99,9 атомных %.

В лаборатории подготовлены 8 докторов наук, из них 1 академик АН РУз, 3 лауреат государственной премии Республики Узбекистан, 27 кандидатов наук.