Обращение граждан
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
НПО "ФИЗИКА-СОЛНЦЕ" АН РУз

Рост полупроводниковых кристаллов

kns.jpg

Лаборатория «Рост полупроводниковых кристаллов» создана в 1959 году под руководством академика М.С. Саидова в Физико-техническом институте АН РУз. В лаборатории проводятся научно-исследовательские работы по изучению физико-химических основ технологии получения  полупроводниковых материалов и приборов на их основе. Главными задачами являются установление закономерностей взаимодействия и распределения химических элементов в многокомпонентных одно- и двухфазных системах, применительно к вопросам полупроводникового материаловедения и твердотельной электроники,  особенно к солнечным элементам и светодиодам. 

 Главным направлением исследований лаборатории является выяснение физико-технологических особенностей синтеза новых твердых растворов, модели самоорганизации в двух и многокомпонентных твердых растворах, получения нано-, гомо- и гетероструктур на основе элементарных полупроводников и полупроводниковых соединений класса АIIIВV и АIIВVI на кремниевых подложках, а также исследование фотовольтаических, тепловольтаических, фототепловольтаических и излучательных эффектов в них.

В лаборатории научной деятельностью занимаются 5 докторов наук, 5 кандидата наук, 2 соискателя, 2 докторанта, лаборанты и техники.

Основные достижения лаборатории.

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 фотовольтаика.

Впервые на основе 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 эффектов в них: 1) О существовании нового класса полупроводниковых непрерывных твердых растворов замещения и перспективах их применения; 2) О путях осуществления примесных фотовольтаических и фототепловольтаических эффектов в фото- и теплоэлементах 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, SiGeSiSn, GeSn и их более сложные комбинации являются новыми, ранее неизвестными химическими соединениями, не описываемыми традиционными диаграммами состояний, новые химические соединения элементарных полупроводников и бинарных соединений III-V, II-VIв жидких металлических растворителях при температуре ниже температуры плавления находятся в виде молекул и образуют твердые растворы замещения при низкотемпературной кристаллизации эпитаксиальных слоев из жидкой фазы. Предложена формула для растворимости различных элементов в многокомпонентных системах и сформулированы условия образования новых твердых растворов замещения, которые заключаются в равенстве сумм валентностей и близких значениях сумм ковалентных радиусов атомов, образующих молекулы раствор-образующих компонентов. Под руководством профессора А.С. Саидова синтезированы на кремниевых подложках новые классы полупроводниковых варизонных непрерывных твердых растворов: 1-класс IV1-xIVx: Si1-xGex, Si1-xSnx, Ge1-xSnx; 2-класс (IV2)1-x(AIIIBV)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(AIIBVI)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-x-y(AIIIBV)x(AIIBV)y: (Ge2)1-x-y(GaAs)x(ZnSe)y, (Si2)1-x-y(ZnSe)x(GaP)y.

Cortex-A15Wafer-640x426.jpg

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

Впервые обнаружены энергетические уровни молекул (Si2, Ge2, GaP) узкозонных полупроводников, расположенные внутри запрещенной зоны широкозонных полупроводников соединений АIIIВV и АIIВVI, а также уровни молекул (GaAs, CdS, ZnSe) широкозонных полупроводников внутри валентной зоны узкозонного полупроводника.

Впервые обнаружено двухцветное излучение диодной гетероструктуры nGaP-n+(ZnSe)1-x-y(Si2)x(GaP)y (0 £х£ 0.03, 0 £y£ 0.09), обусловленное электронными переходами с участием молекулярных уровней  Si2 (красного света) и GaP (желтого света) с энергетическими уровнями 1,63 эВ и 2,2 эВ, соответственно, расположенными в запрещенной зоне твердого раствора (ZnSe)1-x-y(Si2)x(GaP)y.

Впервые обнаружен тепловольтаичский эффект в кремнии, полученном многократной переплавкой технического кремния в солнечной печи и варизонных твердых растворах Si1-xGex, заключающийся в генерации тока и напряжения при однородном нагреве образца с омическими контактами.

Впервые обнаружен фототепловольтаический эффект в nSi-p(Si2)1-x-y(Ge2)x(GaAs)y, pSi-n+(ZnSe)1-x-y(Si2)x(GaP)yгетероструктурах, заключающийся в генерации тока и напряжения при совместной фото и тепло генерации носителей тока под солнечными излечениями.

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

Впервые обнаружено белое свечение в nSi-pCалмаз, nSiC-pCалмазгетероструктурах без люминофора.

Впервые 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.

В лаборатории имеется полное технологическое оборудование для выращивания многокомпонентных твердых растворах и гомо- и гетероструктурна их основе, а также она оснащена соответствующим оборудованием для анализа и исследования электрофизических и оптических параметров полученных структур. Это дает возможность совершенствовать соответствующие технологические процессы и улучшать характеристики изготавливаемых структур. Исследования проводятся с использованием современного научного оборудования при участии высококвалифицированными специалистами.


Контакты

Телефон: +99871 2331271

Факс: +998712354291

E-mail: ftikans@uzsci.net

Адрес: Узбекистан, 100084, г. Ташкент, ул. Бодомзор йули 2Б

Подписка

Введите свой E-mail адрес и получайте новые материалы, новости и полезные советы с нашего сайта сразу на свою почту: