Устойчивость фазового состава системы твердых растворов кадмий-ртуть-теллур в поле мощного лазерного излучения

 Непрерывный ряд твердых раствовров с изовалентным замещением КРТ (Cd_xHg_(1-x)Te) на сегодняшний день является перспективным полупроводниковым материалом фотопринимающей электронники. КРТ используют в качестве рабочего материала в высокоэффективных ИК-фотоприемниках, которые нашли применение в космической и военной технике.

Интерес к КРТ как фотопринимающему материалу обусловлен его уникальными электрофизическими свойствами. Такими как: узкая запрещенная зона, ширина которой зависит от соотношения кадмия и ртути в растворе – х; слабая зависимость параметра кристаллической решетки от х, что позволяет создавать эпитаксиальные гетероструктуры высокого кристаллографического совершенства; малое время жизни неосновных носителей заряда и высокая их подвижность; возможность получения устойчивых структур р- и n-типа проводимости. Данный набор свойств КРТ позволил технологически реализовать уникальные высокоэффективные фотопринимающие ИК-матрицы, способные работать одновременно в двух диапазонах ИК спектра – среднем ИК (3-5 мкм) и дальнем ИК (8-12 мкм).

Данная работа посвящена исследованию фазовых превращений в КРТ состава х=0,2 и х=0,3 в поле мощного лазерного излучения неодимового лазера YAG:Nd⁺³ (длина волны 1,064 мкм) и определению порога лазерной стойкости материала.

Микроструктура облученных областей изучена на оптическом и электронном микроскопах. Изменение фазового состава определялось с помощью рентгеноспектрального и рентгенофазового анализа.

При воздействии мощного импульсного лазерного излучения на кристаллы КРТ состава х=0,2 и х=0,3 на поверхности образцов образуются прожоги в виде кратеров с застывшим расплавом, в зоне которых обнаружено изменение химического и фазового состава, уменьшение концентрации ртути, вследствие ее большой летучести при высоких температурах, выделения теллура, который образует точечные сегрегации в виде отдельной фазы на поверхности кратера, и образование фазы HgTe.

Состав кристаллов КРТ в поле мощного импульсного лазерного излучения изменяется от исходного х = 0,2 и х = 0,3 до х = 0,7, что указывает на разложение КРТ, уменьшение содержания ртути и изменение диапазона спектральной чувствительности материала.

Научный руководитель –к.ф.-м.н., ст.н.с. Кугаенко О.М.