Лазерно-індуковані зміни оптичних характеристик аморфних плівок системи As-Sb-S
DOI:
https://doi.org/10.24144/2415-8038.2017.42.14-26Ключові слова:
Халькогенідні аморфні плівки, Спектри пропускання, Фотоіндуковані ефекти, Оптичні властивості, Структурні перетворенняАнотація
В спектральній області 400-750 нм досліджені спектри пропускання аморфних плівок As40-xSbxS60 з малим вмістом Sb (х=0, 0.8, 1.6, 4, 6), одержаних методом термічного випаровування стекол відповідних складів на скляні підкладки. Встановлено, що лазерне опромінення та відпал плівок призводять до зсуву краю поглинання в довгохвильову ділянку спектру. Визначені ширина псевдозабороненої зони Egта показник заломлення n плівок. Розраховані параметри одноосциляторної моделі (енергія осцилятора E0, дисперсійна енергія Edта ефективне координаційне число Nc). Максимальні зміни оптичних характеристик виявлені для плівки As36Sb4S60. Зміни оптичних параметрів плівок відбуваються в них при опроміненні та відпалі.
Посилання
Shimakawa, K., Kolobov, A. Elliot, S.R. (1995), “Photoinduced effects and metastability in amorphous semiconductors and insulators”, Adv. Phys, V.44, No.6, pp.475-588.
Semak, D.I., Rizak, V.M., Rizak, I.M. (1999), Photothermostructural Transformations of Chalcogenides [Fototermostrukturni peretvorennia khalkohenidiv], Zakarpattya Publ., Uzhgorod, (in Ukrainian), 392 p.
Frumar, M., Cernosek, Z., Jedelsky, J. et. al. (2001), “Photoinduced changes of strucrure and properties of amorphous binary and ternary chalcogenides”, J. Opto-electron. Adv. Mater, V.3, No.2, pp. 177-188.
Teteris, J., Reinfelde, M. (2003), “Application of amorphous chalcohenide semiconductor thin films in optical recording technologies”, J. Optoelectron. Adv Ma-ter, V.5, No.5, pp.1335-1360.
Petrov, V.V., Kryuchin, A.A., Shanoilo, S.M. et. al (2003), Optical Disk: History, State, Perspectives [Opticheskie diski: istoria, sostojanie, perspektivy razvitia], Naukova dumka, Kyiv, 176 р., (in Rus-sian).
Petrov, V.V., Kryuchin, A.A., Kostyukevich, S.A., Rubish V.M. (2007), Inorganic Photolitography [Neorhanichna fotolitohrafiia], Institute of Metal Physics, NAS of Ukraine, Kyiv, 195 р., (in Ukrainian).
Venger, E.F., Melnichuk, A.V., Stronsky, A.V., (2007), Photostimulated Process in Semiconductors and Their Practical Ap-plication. Chalcogenide Vitreous [Fotostimulirovannye protsessy v khalkohenidnykh stekloobraznykh poluprovodnikakh i ikh prakticheskoe primenenie], Akademperiodika Publ., Kyiv, 283 p., (in Russian).
Yannopoulos, S.N., Trunov, M.L. (2009), “Photoplastic effects in chalcogenide glasses. A review”, Phys. Stat. Sol.(b), V.246, No.8, pp.1773-1785.
Rubish, V.M., Trunov, M.L., Lytvyn, P.M. et al. (2010), “Direct method of the surface relief gratings formation in films of chalcogenide glasses” [“Priamyi metod formuvannia poverkhnevykh reliefnykh hratok u plivkakh khalkohenidnykh stekol”], Data Recording, Storage & Processing, V.12, No.2, pp.43-51 (in Ukrainian).
Eggleton, B.J., Davies, B.L., Richardson, K. (2011), “Chalcogenide photonics”, Nature photonics, V.5, pp.141-148.
Petrov, V.V., Kryuchin, A.A., Rubish, V.M. (2012), Materials for Perspective Optoelectronic Devices [Materialy perspektivnykh optoelektronnykh ustrojstv], Naukova dunka-Verlag, Kiev, 336 р. (in Russian).
Indutnyi, I.Z., Kryuchin, A.A., Borodin, Yu.A. et al. (2013), “Optical recording of micro- and nano-sized relief structures on Ge-Se inorganic resists” [“Opticheskaja zapis mikro i nanorazmernykh relefnykh struktur na neorhanicheskikh rezistakh Ge-Se”], Data Recording, Storage & Processing , V.15, No.4, pp.3-12 (in Rus-sian).
Rubish, V.M., Gera, E.V., Durcot, M.O. et.al. (2013), “Photo- and thermally-induced changes in the optical properties of Ge-S-Se amorphous films”, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, V.16, No.4, pp. 349-353.
Trunov, M.L., Lytvyn, P.M., Nagy, P.M. et al. (2014), “Light-induced mass transport in amorphous chalcogenides: Toward surface plasmon-assisted nanolithography and near-field nanoimaging”, Phys. Stat. Sol. (b), V.251, No.7, pp. 1354-1362.
Petrov, V.V., Kryuchin, A.A., Kunitsky, Yu.A. et. al. (2015), Methods of nanolithograrhy [Metody nanolitohrafii], Naukowa dumka. Verlag, Kyiv, 262 р. (in Ukrainian).
Kostyukevich, S.A., Shepeliavyi, P.E., Moskalenko, N.L. et al. (2001), “Study of mastering the compactdisks based on inorganic photoresists” [“Issledovanie protsessa masterinha kompakt-diskov na neorhanicheskikh fotorezistakh”], Data Recording, Storage & Processing, V.3, No.4, pp.5-11 (in Ukrainian).
Kostyukevich, S.A., Shepelyavy, P.E., Svechnikov, S.V. et al. (2002), “Formatiom of diffraction optical elements by using inorganic laser lithography” [“Formuvannia dyfraktsiinykh optychnykh elementiv iz vykorystanniam neorhanichnoi lazernoi litohrafii”] Data Recording, Storage & Processing, V.4, No.3, pp. 3-14 (in Ukrainian).
Kostyukevich, S.A., Morozovska, G.M., Minko, V.I. et al., (2004), “Recording the highly efficient diffraction grating by using He-Cd laser”, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, V.7, No.4, pp. 472-477.
Rubish, V.M., Gera, E.B., Pop, M.M. et al. (2009), “Photo-thermoinduced changes of transmission spectra of As40-xSbxS60 amorphous layers”, Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, V.12, No.3, pp. 251-254.
Maryan, V.M., Pop, M.M., Yasinko, T.I. et al. (2009), “Influence of laser illumination and annealing on the optical parameters of (As2S3)100-x (Sb2S3)x amorphous layers”, Proc. 6th Intern. Conf. “Holography. Science and practice”, Kiev, Ukraine, рр.229-230.
Pop, M.M., Gera, E.V., Maryan, V.M. et al. (2009), “Optical properties of thin films based on arsenic sulfide” [“Optychni vlastyvosti tonkykh plivok na osnovi sulfidu myshiaku”], Abstracts of IV Ukranian Sciences Conf. on Semiconductor Physics, V. 2, Zaporizhzhya, Ukraine, (in Ukrainian) p. 202.
Kato, M., Onari, S., Arai, T. (1983), “Far infrared and Raman spectra in (As2S3)100-x(Sb2S3)x glasses”, Jap. J. Appl. Phys., V.22, No.9, pp. 1382-1387.
El Idrissi Raghni, M.A., Lippens, P.E., Olivier-Fourcade, J., Jumas, J.C. (1995), “Local structure of glasses in the As2S3-Sb2S3 system”, J. Non-Cryst. Solids, V.192&193, pp.191-194.
Petkov, K. (2002), “Compositional dependence of the photoinduced phenomena in thin chalcogenide films”, J. Optoelectron. Adv. Mater., V.4, No. 3, pp. 611-629.
Pop, M.M., Shpak, I.I. “Influence of Composition and Temperature on the Band Gap of Glassy Melts As2S3-Sb2S3”, Glass Phys. Chem., V.38, No.2, pp.196-200.
Swanepoul, R. (1983), “Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon”, J. Phys. E: Sci. Instrum., V.16, pp.1214-1222.
Wemple, S.H. (1973), “Refractive-index behavior of amorphous semiconductors and glasses”, Phys. Rev. B., V.7, No.8, pp.3797-3777.
Tanaka, K. (1980), “Optical properties and photoinduced changes in amorphous As-S films”, Thin Solid Films, V.34, No.3, pp.201-204.
Conzales-Leal, J.M., Prieto-Alcon, R., Angel, J.A., Marquez, E. (2003), “Optical properties of thermally evaporated amorphous As40S60-xSex films”, J. Non-Cryst. Solids, 315, pp.134-143.
Frumarova, B., Bılkova, M., Frumar, M. et al. (2003), “Thin films of Sb2S3 doped by Sm3+ ions”, J. Non-Cryst. Solids, V.326&327, pp. 348-352.
Feltz, A. (1983), Amorphe und glasartige anorganische Festkörper, Akademie-Verlag Berlin, 460 p.
Shpotyuk, O.I., Shwarts, K.K., Kornelyuk, V.N. et.al (1991), Destruc-tionpolymerization Transformations in Chalcogenide Vitreous [Destruktsionno-polimerizatsionnye prevrashchenia v khalkohenidnykh stekloobraznykh poluprovodnikakh], Semiconductors. Institute of Physics, Latvian AS Publ., Riga, 105 p. (in Russian).
Shpotyuk, O.I., Filipecki J. (2003), Free volume in vitreous chalcogenide semi-conductors: possibilities of positron annihilation lifetime study, Wydawnictwo WSP Czestochowa, 114 р.
Shpotyuk, O.I., Savitsky, I.V. (1989), “Thermal Radiation Effects in Glassy Semiconductors of As2S3-Sb2S3 system” [“Radiatsionno-termicheskie effekty v stekloobraznykh poluprovodnikakh sistemy As2S3-Sb2S3”], Ukr. Phys. J., V.34, No.6, pp.894-898.
Balitska, V.O., Shpotyuk, O.I. (1998), “Radiation-induced structural transformations in vitreous chalcogenide semi-conductors”, J. Non-Cryst. Solids, V.227-230, pp.723-727.
Balitska, V., Shpotyuk, Y., Filipecki, J. and Shpotyuk, O. (2010), “Radiation-induced defects in As-Sb-S glass”, IOP Conf. Series: Mat. Science and Engineer-ing, V.15, pp. 012054, (1-6).
Rubish, V.M., Rubish, V.V., Leonov, D.S. et al. (2004), “Features of the structure and structural transformations in chalcogenide glassy semiconductors” [“Osoblyvosti struktury i strukturnykh peretvoren v khalkohenidnykh sklopodibnykh napivprovidnykakh”], Nanosystems, nanomaterials, nanotech-nologies, V.2, No.2, pp.417–440.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2017 Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Фізика
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
