Обсуждается оригинальный неразрушающий метод локальной диагностики глубоких уровней (РОСГУ) в полуизолирующих материалах, основанный на бесконтактной регистрации процессов релаксации электронно-дырочной и ловушечной систем. Он позволяет определять тип, энергию и сечение захвата глубоких энергетических центров, а также устанавливать их распределение по пластине. Метод РОСГУ эффективен для входного, межоперационного и выходного контроля подложек и арсенидгаллиевых структур и в отличие от DLTS не нуждается в изготовлении на образцах измерительных электродов.

Впервые найдено строгое решение задачи о временной эволюции формы периодической волны на поверхности вязкой бесконечно глубокой жидкости в квадратичном по амплитуде волны приближении. Выяснилось, в частности, что величина декремента затухания квадратичной по амплитуде добавки к волне в два раза превышает декремент затухания линейного по амплитуде слагаемого. Показано, что учет вязкости приводит к асимметрии профиля волны.

В квадратичном приближении по отношению амплитуды волны к ее длине найдено аналитическое выражение для профиля волны конечной амплитуды на заряженной свободной поверхности глубокой маловязкой электропроводной жидкости. Показано, что влияние вязкости на профиль нелинейной волны проявляется как в затухании со временем амплитуды волны, так и в появлении асимметрии профиля волны при докритических в смысле реализации неустойчивости Тонкса-Френкеля плотностях поверхностного заряда. При закритических значениях плотности поверхностного заряда влияние вязкости сводится к уменьшению значений декрементов нарастания эмиссионных выступов на неустойчивости свободной поверхности, слабом уширении этих выступов для коротких волн и сужении для длинных волн. Получены аналитические выражения для частот волн, декрементов их затухания и инкрементов неустойчивости, учитывающие влияние вязкости жидкости.

Рассмотрены процессы ионизации глубоких примесных центров под влиянием мощного дальнего инфракрасного и субмиллиметрового излучения, когда энергия кванта света в десятки раз меньше энергии ионизации примеси. В широком диапазоне интенсивностей и длин волн терагерцовое электрическое поле возбуждающего излучения действует как постоянное поле. В этих условиях ионизация глубоких центров может быть описана как процесс многофононного туннелирования, при котором эмиссия носителей сопровождается туннелированием дефекта в конфигурационном пространстве и туннелированием электрона под влиянием электрического поля. Полевая зависимость вероятности ионизации позволяет определить времена туннелирования дефекта и характер их адиабатических потенциалов. Отклонение от полевой зависимости вероятности ионизации e(E) прапорционально exp (E2/E2c) (где E --- поле волны, а Ec --- характерное поле), соответствующей многофононной туннельной ионизации, имеет место при относительно малых полях, когда ионизация дефекта обусловлена эффектом Пул--Френкеля, и при очень больших полях, когда ионизация происходит благодаря эффекту прямого туннелирования без термоактивации. Рассмотрены эффекты, обусловленные высокой частотой излучения, и показано, что при низких температурах они становятся доминирующими.

Методами низкотемпературной фотолюминесценции и ИК Фурье-спектроскопии исследовалась динамика изменения спектра глубоких состояний стехиометрического ZnTe на разных этапах очистки и при отжиге его в насыщенных парах Zn. Анализируется взаимосвязь концентрации основных остаточных примесей с вероятностью комплексообразования. Впервые в ZnTe, так же как и ранее в CdTe и ZnSe, удалось наблюдать излучение Z-центра. Показано, что в ZnTe этот центр является многозарядной примесью. Определены энергии активации этих уровней. При сопоставлении данных химического анализа с оптическими спектрами сделан вывод о том, что этот центр обусловлен изолированным кислородом на подрешетке металлоида. Это излучение имеет одинаковые специфические особенности в ряде соединений II--VI (высокий темп рекомбинации, узкие линии излучения, чрезвычайно слабое электрон-фононное взаимодействие), однако положение уровней в запрещенной зоне и характерное зарядовое состояние существенно отличают ZnTe от CdTe и ZnSe. Как правило, Z-центр возникает в материалах после распада различных комплексов (например, комплекса, ответственного за излучение 1.65 eV в ZnTe) и исчезает при легировании материала с образованием тех же самых комплексов. Сделано предположение, что этот центр создает основные компенсирующие глубокие уровни и является очень важной составляющей легко образующихся комплексов с примесями. Его положение в нижней половине запрещенной зоны ZnTe (в отличие от ZnSe и CdTe) создает трудности в получении материала n-типа.

Исследована электролюминесценция аморфного гидрогенизированного кремния, легированного эрбием, a--Si : H<Er>. Обнаружено, что интенсивность электролюминесценции на длине волны lambda=1.54 mum, соответствующей переходу 4I13/2->4I15/2 во внутренней 4f-оболочке иона эрбия Er3+, имеет максимум вблизи комнатной температуры. Необычная температурная и полевая зависимости электролюминесценции указывают на то, что в электрическом поле происходит многофононная туннельная эмиссия электронов с глубоких центров. Электролюминесценция ионов Er3+ возникает в результате возбуждения ионов при захвате электронов из зоны проводимости нейтральными оборванными связями (D0-центрами), образующимися при введении эрбия в аморфную матрицу. В результате этого оже-процесса центр из нейтрального состояния D0 переходит в отрицательно заряженное состояние D-, а энергия, выделяющаяся при захвате, передается посредством кулоновского взаимодействия в 4f-оболочку иона эрбия. Стационарный ток через электролюминесцентную структуру поддерживается обратным процессом туннельной многофононной эмиссии электрона с D--центра в зону проводимости. Предложенная теоретическая модель находится в согласии с экспериментальными результатами.

Представлены результаты теоретических исследований методами модельного псевдопотенциала и расширенной элементарной ячейки глубоких уровней вакансий азота, малых кластеров из ди- и тривакансий азота, включающих ближайшие дефекты в одном слое графитоподобного нитрида бора. На основе рассчитанных спектров и сил осцилляторов интерпретированы локальные полосы оптического поглощения, люминесценции, фотопроводимости в -пиролитическом нитриде бора до облучения и после облучения быстрыми нейтронами, протонами и ионами углерода (50-150 keV). Идентифицированы неглубокие уровни активации термостимулированных люминесценции и проводимости до и после облучения. Работа выполнена в рамках проекта программы "Университеты России --- фундаментальные исследования" (проект N 06.01.05).

Для описания проводимости аморфного нитрида кремния использовался механизм Пула--Френкеля без учета и с учетом многофононной ионизации глубоких центров. Рассмотрена зависимость частотного фактора от силы электрон-фононного взаимодействия. С учетом слабой электрон-фононной связи в глубоких центрах получена величина частотного фактора nu~ 1015 s-1, которая согласуется с оценками в оригинальной работе Френкеля. Работа поддержана Интеграционным проектом N 116 СО РАН.

Рассмотрены некоторые особенности спектров DLTS глубоких уровней, которые эффективно обмениваются носителями тока с обеими разрешенными зонами. Показано, что максимумы пиков смещаются незначительно по шкале температур, но обработка спектров традиционными методами приводит к ошибкам в определении параметров глубоких уровней (энергии ионизации, сечения захвата). Предложено несколько способов более точного определения указанных параметров и приведен численный пример такой обработки спектров DLTS.

На основе методов псевдопотенциала и расширенной элементарной ячейки (4x 4x 4) изучены глубокие уровни, создаваемые нейтральными, нерелаксированными вакансиями в AlAs, GaAs и сверхрешетке (AlAs)1(GaAs)3 (001). Проведен теоретико-групповой анализ симметрии электронных состояний дефектных кристаллов в зависимости от положения вакансий в слоях сверхрешетки. Результаты расчетов зонного спектра идеальной сверхрешетки показывают, что она является прямозонным, многодолинным полупроводником с энергией запрещенной зоны, равной 1.79 эВ. Конкурирующие долины в нижней зоне проводимости находятся около точекX, M, Z зоны Бриллюэна сверхрешетки и происходят из сфалеритных состояний L1c, X3c и Deltac1 соответственно. Размеры выбранной расширенной элементарной ячейки обеспечивают хорошую изоляцию волновых функций соседних глубоких центров, а вычисленные энергии уровней вакансий t2 в запрещенных зонах GaAs и AlAs согласуются с литературными данными. В сверхрешетке тетрагональная компонента потенциала приводит для вакансий, находящихся в средних (крайних) по отношению кAl слоях, к частичному (полному) снятию вырождения этих уровней. Наибольшие изменения (~0.1 эВ) имеют место для вакансии As, расположенной на гетерогранице. Симметрия состояний глубоких уровней и ориентация плоскостей, в которых они локализованы, зависят от геометрического положения вакансии, что может проявиться в поляризационной зависимости оптических характеристик.