Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области полупроводниковой электроники.



Научное открытие "Явление образования суперпозиционных твёрдых растворов в полупроводниковых соединениях".

Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление образования суперпозиционных твердых растворов в полупроводниковых соединениях типа AHIBV, заключающееся в том, что при растворении избыточных компонентов в соединениях нестехиометрического состава наряду с дефектами Френкеля сосуществуют собственные междоузельные атомы и вакансии в неэквиатомных соотношениях в каждой из кристаллических подрешеток".
Авторы: М. Г. Мильвидский, В. Б. Освенский, В. Т. Бублик. В. В. Каратаев, А. П. Вевиорский.
Номер и дата приоритета: № 341 от 14 декабря 1971 г. по дате утверждения совместного отчета МИСИС (Московский Институт Стали и Сплавов) и Гиредмета (Государственный Институт Редких Металлов) «Исследование природы точечных дефектов в арсениде галлия».


Описание открытия.
Известно, что большинство полупроводниковых соединений обладает способностью растворять в себе некоторые количества избыточных (по отношению к стехиометрии, то есть к составу, определяемому химической формулой) составляющих их компонентов. При этом образуются соответствующие твердые растворы, кристаллическая решетка которых содержит те или иные собственные точечные структурные дефекты.

Российские ученые установили, что избыточный галлий в арсениде галлия образует раствор вычитания, то есть преобладающими типами дефектов в таких кристаллах являются вакансии в мышьяковой подрешетке. В то же время избыточный мышьяк растворяется как по типу вычитания, так и по типу внедрения, то есть в кристаллической решетке в соизмеримых концентрациях присутствуют междоузельные атомы мышьяка в вакансии галлия. При этом оказалось, что междоузельные атомы являются преобладающими. Одновременно было показано, что при определенном отклонении от стехиометрии избыточный компонент может образовать в соединении пересыщенный твердый раствор, частичный распад которого в процессе охлаждения металла ниже температуры кристаллизации приводит к дополнительной генерации собственных точечных дефектов типа дефектов Френкеля в соответствующей кристаллической подрешетке соединения.

Таким образом, в кристалле в обеих подрешетках одновременно присутствуют точечные дефекты различной природы, то есть имеет место суперпозиция различных типов твердых растворов избыточного собственного компонента, поэтому такие твердые растворы были названы суперпозиционными. В дальнейшем аналогичные эффекты были обнаружены авторами в монокристаллах арсенида индия, антимонидов индия и галлия, фосфида индия, что подтвердило их общность.

Научное значение открытия состоит в том, что оно существенным образом изменило представление о механизме дефектообразования в монокристаллах полупроводниковых соединений при отклонении их состава от стехиометрического. Оно стимулировало проведение аналогичных исследований для широкого круга полупроводниковых соединений как у нас в стране, так и за рубежом, подтвердивших сложную природу твердых растворов, образуемых избыточными компонентами соединений в пределах области существования последних.

Практическая значимость открытия определяется тем, что из него вытекают принципиально новые пути целенаправленного изменения структуры и электрофизических свойств монокристаллов полупроводниковых соединений при дозированном введении в них соответствующего избыточного компонента. Полученные результаты успешно используются в технологии соединений AmBv для управления такими параметрами монокристаллов, как период кристаллической решетки, плотность дислокаций, удельное сопротивление, концентрация и диффузионная длина носителей заряда, эффективность люминесценции.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz