Вплив ультразвуку на ЕПР і фотолюмінесценцію кристалів ZnS
Різноманітним ефектів, що виникають в кристалах напівпровідників і діелектриків при їх механічному порушенні ультразвуковими коливаннями, присвячено значну кількість робіт, детальний огляд яких міститься в монографії [1]. Як виявилося, після досягнення певної потужності ультразвукових коливань, які вводяться в різні кристали, в них виникає специфічне світіння, яке було названо акустолюмінесценціей. Всесторонее вивчення природи цього явища показало, що ультразвукові хвилі призводять до значних якісних і кількісних змін у дефектному складі кристалів, причина яких, в основному, пов'язана з так званими акустодіслокаціоннимі взаємодіями. У плані вивчення таких взаємодій становить інтерес використовувати розроблену в [2] методику, що дозволяє з допомогою методу електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) дослідити тонкі ефекти, пов'язані з малими переміщеннями дислокацій в кристалах сульфіду цинку.
У даний роботі досліджувалися кристали ZnS з домішкою хрому, вирощені з розплаву за методом Бріджмена під тиском інертного газу. Для досліджень зразки вирізалися у вигляді прямокутних паралелепіпедів розміром 2х2х4 мм. Зразки піддавалися короткочасному (10-15 хвилин) відпалу в атмосфері цинку при температурі 1200 В° С. Відпал проводився в вакуумованих запаяних кварцових ампулах, в які разом із зразком містився металевий цинк високої чистоти. ЕПР-дослідження проводилися на радіоспектрометр RADIOPAN SE/X 2543 в Х-діапазоні при температруре 300 К. Реєстрація спектрів фотолюмінесценції (ФЛ) проводять за допомогою монохроматора МДР-12 і охолоджуваного фотоелектронні помножувача ФЕУ-136 працює в режимі рахунки одноелектронних імпульсів [3]. Як джерело збуджуючого світла використовувався імпульсний азотний лазер ЛГМ-505 з довжиною хвилі 337 нм. Ультразвукові (УЗ) коливання порушувалися в пьезопреобразователь з цирконат титанату свинцю, потім передавалися на алюмінієвий концентратор, до якого приклеювався зразок. Така конструкція дозволяла прикладати УЗ коливання до зразком безпосередньо як у резонаторі ЕПР спектрометра, так і під час реєстрації спектрів фотолюмінесценції.
В [2] було показано, що при короткочасному високотемпературному відпалі монокристалів ZnS в атмосфері цинку відбувається швидка дифузія Zn по дислокаційну трубках уздовж ліній ростових дислокацій. При цьому домішкові іони двовалентного хрому, локалізовані в атмосферах Коттрелла поза областей рідовскіх циліндрів, стають стабільно одноразово іонізованниє без використання традиційної ультрафіолетової підсвічування. Такі іони можуть бути використані в якості парамагнітних зондів для реєстрації малих переміщень дислокацій і процесів, що відбуваються в безпосередній близькості від них. У даній роботі ця методика була використана для вивчення ефектів, що виникають в монокристалах ZnS при дії ультразвукових (УЗ) коливань з потужністю, меншої порогу виникнення...
