автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.07, диссертация на тему:Розробка iнфрачервоного джерела випромiнювання на ocновi тонкоплiвкових композицiй телуриду кадмiю-селенiду кадмiю, селенiду iндiю, активованих германiем

ХАРК1ВСБКИИ 1НСТИТУТ 1НЖБНЕР1В МЮЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

Р г На правах рукопису

'В 0/1

БУРАК МАР1Я МИХАЙЛ1ВНА

Розробка ¡.нфрачервоного джерела випром!нювання на основ1 тонкопл!вкових композиц!й телуриду кадм1ю-селен!ду кадм1ю, селен1ду 1нд1ю, активо-ваиих герман1ем

05.09.07 - Св1тлотехн1ка 1 джерела св!тла

АВТОРЕФЕРАТ

дисертац!! на здобуття наукового ступени кандидата техи!чних наук

Харк1в - 1994

Дисертац1я е рукопис

Робота виконана на Льв1вському виробничому об'еднанн1 "1скра".

Науковий кер1вник:

кандидат ф1зико-математичних наук, професор Миколайчук О.Г. 0ф1ц1йн1 опоненти:

1. Доктор техн1чних наук, професор 1ль1на Наталя Олександ-

2. Кандидат техн1чних наук, доцент Гавр1лов Павло Васильо-

Пров1дна орган!зац!я - Укра!нський науково-досл1дний 1нсти-тут джерел св1тла, М1нмашпром.

на зас!данн1 спец!ал1зовано1 Ради К06851.01 при Харк1вському 1нститут1 1нженер1в м1ського господарства / 310002, м.Харк1в, вул. РеволюцИ,12/.

3 дисертац1ею можна ознайомитися в науков1й б1бл1отец1 Хар-к1вського 1нституту 1нженер1в м!ського господарства (310002, м.Харк1в, вул.РеволюцП, 12).

Шдгуки на автореферат у двох прим1рниках, засв1дчен1 печаткою, просим надсилати за адресов: 310002, м.Харк1в, вул.Ре-волюцП, 12.

Автореферат роз!слано "^З-" 199 У року

р1вна

вич

Захист вХдбудеться

Вчений секретар спец1ал1зовано! Ради К06851.01

Дьяков Е.Д.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть теми полягае в розробц! не1снуючого до тепе-р!шнього часу ефективного джерела випром!нювання з п!двищеним КПД в ближн!й 14 облает! спектру.

Розробка спец1альних джерел свхтла в ближн1й 14 облает! спектру проводиться шляхом модиф1кац!1 нитки розжарення як теп-лових, так 1 газорозрядних ламп, та корегування спектру випром!.-нювакня 1снуючих джерел светла з допомогою ф!льтр1в .

Для виготовлення ф1льтр1в 1 фотоприймач!в використовуються

II VI III VI

в1дом! нап1впров1дников1 сполуки А В 1 А В ,- як1, кр1м фоточутливост!, мають добру прозор1сть в 14 облает! спектру. Для тонкопл1вкових ф1льтр1в були вибран1 сполуки Сс1Те, СбЭе, 1п5е, ве та композиц!!' на £х основ!.

Разом з тим, в л1тератур! вíдcyтяi систематичн! дан1 по доел!дженню ф1зичних I, зокрема, оптичних параметр1в, компози-ц!йних пл1вок на основ! цих матер1ал!в та 1х характеристики, технолог!I одержання ! термообробки. Так! досл!дження с актуаль-ними, оск!льки у Сс1Те ! Сс13е в залежност! в!д умов напилення утворюються кристалгти гексагонально!" або куб1чно1 модиф1кацШ, в 1пве ! композиц1йних матер1алах 'фазовий склад пл1вок е ще складн1шим. Фазовий склад ! величина кристал!.в залежить 1 в1д термообробки. Тому для С<1Те, СйБе, 1пЗе, активованих ве, 1 IX композиц!й був виконаний цикл досл!джень по вивченню ф!зичних властивостей конденсат!в та створенню ф1льтр!в на Чх основ!, як! мають максимальне пропускания у ближн!й 14 облает! спектру.

Мета роботи - створення джерел випром!нювання в ближн!й 14 облает! спектру шляхом розробки ф!льтр1в з максимальним коеф!-ц!ентом пропускания в ц1й облает!.

''Для досягнення мети необх!дно:

1. Розробити технолог!ю нанесення тонких нап!впров!дникових пл1вок ! 1х композиц!й з в!дпов!дними параметрами.

2. Розробити ! змонтувати спец1альн! пристро!" в установи! вакуумного напилення для отримання р1вном!рних по товщин1 пл1вок.

3. Досл1дити залежност! енергП активац!! рекристал!зацП, ширими заборонено! зони гиивок в!д х1м1чного складу 1 режим!в в1дпалу в р1зних газових середовищах.

4. Досл1дити залежност! оптичних спектр1в пропускания, в1д-бивання 1 поглинання тонких пл1вок на склян1й Шдкладц1 вад зм!-ни технолог1чних режим1в: температури п5.дкладки, температури в!дпалу, часу витримки, газового середовища, товщини плхвки.

5. Визначити залежн1сть коеф1ц!ента заломлення п для тонких нап1впров1дникових пл!вок 1 !х композиц!й в1д температури п1д-кладки 1 температури в1дпалу в р1зних газових середовищах.

6. На основ1 проведених досл1джень запропонувати технолог!» 1 матер1али для виготовлення ф1льтр1в в 14 област1 спектру.

Об'ектами досл!джень були тонк1 пл1вки С<ЗТе, CdSe, 1пБе 1 1х композицП СбТе^Бе,^ (0,0 < X «1,0), активован1 ве.

Наукова новизна. На основ! вивчення оптичних характеристик вперше розроблений термост!йкий ф1льтр, прозорий в 14 облает! спектру.

Вперше для твердих розчин!в визначена енерМя актйвацП рекристал1зацИ, на основ! чого запропонован1 режими в1дпалу пл1вок в р1зних газових середовищах.

Вперше для пл1вок СйТе - СбБе показана залежн1сть ширини заборонено!! зони в!д х!м1чного складу 1 температури в1дпалу.

Практичне застосування. Вперше створено 14 джерело випро-м!/1ювання для зв'язку в н1чних умовах з використанням 14 ф1льтру /А.С.1279464, А.С.1619965/.

Показана можлив!сть застосування методу математичного моделювання для одержання пл1вок з оптимальними параметрами.

На захист виносяться:

1. Технолог1я одержання тонкопл1вкових покрить 1 створення на 1х основ! ф1льтр!в, прозорих в 14 облает! спектру.

2. Залежн1сть ф1зичних параметр!в ф!льтр!в ( V , Л, п, к, Eg ) в!д технологи обробки та х!м!чного складу.

3. Вплив технолог1чних параметр!в на стаб1льн!сть ф1льтра.

4. 14 джерело випром1нювання. .

Апробац!я роботи. 0сновн1 результати дано! роботи допов1да-лися 1 обговорювалися на: I Всесоюзнай школ1 по термодинам!ц1

1 технологи нап1впров1дникових кристал1в 1 пл1вок (мЛвано-Франк!вськ, 1986р. ); IV ШкнароднШ конференцП з ф1зики 1 технологи тонких пл1вок (м.1вано-Франк1вськ, 1993р.); конференцП молодих вчених 1 спец!ал!ст1в ф!зичного факультету Льв!вського державного ун!верситету, присвячен!й 40 - р!ччю факультету (м.Льв!в, 1993р.).

Публ^кацП. По тем! дисертацП опубл1ковано 18 роб!т 1 отримано 7 авторських св1доцтв.

Структура 1 об'ем роботи. Дисертац1я складаеться !з вступу, п'яти розд1л1в 1 висновк!в, мае 131 стор!нку машинописного тексту, включаючи 71 рисунок, 4 таблиц! 1 список л1тератури 1з 75 назв.

ЗМ1СТ РОБОТИ

У вступ! розглянут! основн! параметри !снуючих джерел св1тла, описан! шляхи 1х створення. Висв1тлено питания ви-користання нап!впров1дникових тонкопл!вкових покрить при роз-робц! 14 ф1льтр1в. 0писан1 методи зд!йснення зв'язку земля-земля 1 земля-пов!тря при використанн1 спец!альних джерел св!тла 1 застосуванн! ф1льтр1в в якост1 розс1ювача лампи-фари.

У першому розд1л! дисертацП на основ! анал!зу л!тературних даних розглянут1 в!домост1 про методи отримання тонких пл!вок Сс1Те, саБе, 1пЗе 1 1х структурн! модиф!кац!Х. Показана залеж-н!сть структури пл1вок в1д мегод1в 1х отримання. Для Сс1Те або CdSe властив1 гексагональна або куб!чна структура. Для 1пБе встановлено три модиф1кац!1: Jn Бе - ромб!чна структура, 1пЗе -ромбоедрична гратка, Лп Бе - високотемпературна, 1мов1рно, гексагональна гратка.

Приведен! дан! по залежност! коеф!ц!ент!в заломлення п ! поглинання к в!д довжини хвил1. Зокрема, анал!з даних по поглинанню в пл!вках СбТе показуе, що ширина заборонено! зони Eg, р!вна 1,5 еВ , в!дпов1дае прямим переходам. Можлив1 ! непрям! переходи, яким в!дпов1дае ширина заборонено! зони 1,82 еВ.

Проведений анал!з залежност1 оптичних пост!йних п 1 к пл!вок 1п5е на р!зних етапах термообробки, з якого видно, що зростання температури в1дпалу супроводжуеться зменшенням оптичних сталих, яке найб!льше проявляеться в област1 краю власного поглинання. Це необх1дно врахувати при створенн! ф!льтр1в. При осадженн1 дуже тонких пл1вок 1х структура е пол!кристал!чною. Подальший переход тако! плавки в монокристалхчну зд1йснюеться шляхом рекристал1зац1I, 1 в основному цей процес проходить при укрупненн1 др1бних зерен, яких у пл1вц! е дуже багато.

В огляд1 показана к1нетика пр.оцесу рекристал1зац11 1 його значения для стаб!л!зацН властивостей пл!вок 1 досягнення оптимальних параметр1в. Розглянутх способи отримання моно-кристалХчних пл1вок, що характеризуються п1.двищенням температури початку рекристал1зацП.

У другому розд!л1 описана технология нанесения пл!вок 1 методика експерименту. Для забезпечення стех1ометрИ пл!вки напилялись дискретним методом у вакуумн1й установц1 УРМЗ.279.01. При цьому для отримання нап1впров1дникових сполук CdTe, С<35е, 1пЗе, а також складних систем СйТе^Бе^.д , активованих ве, використовувався човниковий випаровувач, а для ве - кварцовий тигель, <цо нагр!вався намотаним на нього вольфрамовим нагр!ва-чем. При вибор1 матер!ал!в для випарник!в враховувалися наступи! вимоги:

1) тиск пари матер!алу випарника при температур! напилення речовини повинен бути м!н!мальним;

2) м1нс матер!алом випарника 1 речовиною, що напиляеться, не повинн1 в1дбуватися н!як! х!м1чн1 реакц!!.

Таким матер!алом для напилення 'пл!вок СйТе, CdSe, ХпБе 1 йе були тантал 1 кварц. Пл1вки напилялися з двох випарник!в, що призначалися для основно! сполуки 1 активатора.

Для цих речовин характерна розб!жн!сть зерен по розмхрах, що приводить до нерегулярно! подач! матер1алу на випаровувач, ! в пл!вц! можуть виникати неоднор!дност1 по х1м1чному вм1сту. Щоб уникнути цього, п1дкладки нагр1вал'и. А щоб позбутися шарувато! структури, пл1вки в!дпалювалися. Терм!чна обробка напилених пл!вок зд1йснювалася в специально виготовлен!й цил!ндричн!й печ1

з такими параметрами: довжина робочо! зоки - 220 мм, д!аметр -125 мм, д!аметр робочо* зони - 55 мм. Температура в п!чц! контролювалась автоматично приладом МР-64-02. Швидк1сть зростан-ня температури 276-278 К/хв.

Установка для В1дпалу зразк!в в р1зних газових середовищах сконструйована на баз! першо!. Зразки, як! п1длягали в!дпалу, вставлялися в касету, виготовлену з тугоплавкого матер!алу, п!сля цьго i"i вкладали в ампулу 3i стал! ОООХ18Н12 д1аметром 45мм ! довжиною 115 мм, один к!нець яко! "глухий". Ампула пом!щалася в п!чку ! з'еднувалася через фланець i скляну трубку з вакуумною установкою. Такий метод .давав можлив!сть в!дпалювати зразки у вакуум! i газових середовищах, зокрема Kr+Na i Аг+Нг.

Очистка скляних п!дкладок, на HKi осаджувалися пл!вки, при середн1й степей! забруднення полягала в наступному: протирка ватним тампоном, зволоженим 3-х '/• або 5-ти % розчином соляно! кислоти, noTiM промивка в дистильован1й вод! ! протирка бяззю.

Товщина пл!вок визначалася кварцовим в!братором. Пл!вки наносилися на кварцову пластинку в!братора i одночасно на холодну скляну п!дкладку, як! знаходилися на однаков!й в1дстан! Bifl випаровувача.

Розроблений метод градуювальних прямих залежност! маси i товщини напилено! речовини в1д зм!ни частоти кварцового в!братора: m - f(a>> ), h - f ( alD ), де ¿•i - npnpicT частоти, Гц. Задаючись необх1дною товщиною пл1вки, по градуювальних прямих ми визначили необх1дну масу наважки i навпаки. Ефективн!сть даного методу полягае в його зручност1. Особливо доц!льне його використання при напиленн! нап1впров!дникових поглинаючих покрить, де оптичний контроль слабо ф1ксуе кратн1 значения довжин хвиль л/4 , *У2 ! т.д.

Запропонований cnoci6 реестрацП npoueciB рекристал1зацН пл1вок CdTe, CdSe, InSe ! Ix композиц!й, активованих Ge, оптичним методом. BiH базуеться на тому, що оптичн1 властивост! пл!вок (коеф1ц!енти пропускания, в!дбивання, заломлення ! поглинання) е структурночутливими.

Ефективна енерг!я активацП рекристал!зац1I пл!вок визначалася з тангенсу кута нахилу прямо! залежност! 11еф=£[lnt(l/T)],де

1;,Т - в1дпов1дно час 1 температура р'екристал1зац11. Величина Иеф р1вна " ^Л де Ъ , Ь, , Т4 , Т, в!дпов1дно час 1 температури

*1Т1 " "тр . . .. ,

початку рекристалгзаци, к - стала Больцмана.

Було показано, що момент початку рекристал1зацН визначаеться по р1зкому перегину на термок!нетичних кривих залежност! коеф!ц1ент1в пропускания "С пл1вок в!д температури в1дпалу при р1зних часах в1дпалу Ц Ч ^.

В розд1л1 приведен! результати вивчення процесу ре-кристал1зац11 ! його залежност! вхд температури падкладки для пл1вок Сс1Эе,в1дпалених в р1зних газових середовищах. Спостер1га-лось зменшення ефективно! енергН активацИ рекристал1зац1! з1 зб1льшенням температури п1дкладки при осадженн1. Це пов'язано з утворенням зерен вже в процес1 росту пл!вок на нагр1т1й основ!.

У третьому розд!л! проведене комплексне досл!дження залежност! оптичних параметр1в Т ,п ,к , Eg=f(x) 1 иеф=£(х) в!д зм!ни технолог1чних режим!в: температури п1дкладки, температури в1дпалу, часу витримки, а також газового середовища 1 товщини

ПЛ1ВКИ.

Структурн! зм1ни в пл1вках пов'язан! з технологхчними параметрами виготовлення 1 умов експлуатацП в джерелах

випром1нювання. Пл1вки в!дпалювались у вакуум!, 1 Аг+Мг

середовищах на протяз1 10, 30, 60, 1 90 хвилин.

Вивчався вплив посл1довност1 напилення основно! сполуки 1 активатора йе на спектральн! характеристики пл1вок. Встановлено, що посл1довн!сть напилення пл1вок Сс1Те 1 ве впливае на край власного поглинання, в1н зм1щуеться в 14 область спектру для Сс1Те+Се 1 не впливае у випадку ЛпБе.

Для пл1вок С<3Те визначено дв1 суттево в1дм1нн1 облает! стану структури шару, як! розмежовуються вузькою перех1дною областю з точкою розмежування 473К. . Причиною розмежування стану структури шару в залежност! в1д Тп е умови конденсацИ телуру, як1 визначають механ!зм росту шару С<ЗТе в ц1лому.

Вивчен! спектри пропускания пл!вок СсЗБе для р1зних товщин. Встановлено, що !з зб!льшенням товщини пл1вки край поглинання зм1щуеться в 14 область спектру, а саме, для пл1вки товщиною 66,5 нм край поглинання знаходиться при Л= 620 нм, для пл1вки

товщиною 133,5 нм - при Л =650 им. Коеф1ц1ент пропускания X =0,85 для пл1вки Ь=133,5 им - при Лт„=800 нм.

Дослужена залежн!сть оптичних параметров нап1впров1днико-вих пл1вок в1д температури п1дкладки. Плавки Сс1Те 1 Сйве, напилен! на п1дкладку при Тп » 293 К, мають др1бнокристал1чну структуру. Плавки, як1 наносяться на нагр1т1 п1дкладки, мають зб!льшен1 розм1ри кристалле.

Вивчен1 спектри пропускания пл1вок СдБе, в!дпалених в р1зних газових середовищах при р1зних часових витримках. Встановлено, що спектральний коеф!ц!ент пропускания для пл1вки Сдве в 14 облает! спектру суттево залежить в1д температури в1дпалу на пов!тр1. Максимальний коеф1ц!ент пропускания ^.7д>*"0,9 при Тв!д=423К. Для Аг+Ы, середовища £^=0,96 в облает! 1400 -1800 нм, Тв1д=423К. В середовищ! максимальний коеф1ц!ент

пропускания =0,9 Тв!д = 523К. При в1дпал! у вакуум!

Гл=750 =0,89, Тв1д=473К.

Для пл!вок CdSe вивчена залежн!сть коеф1ц1ента пропускания 1 в1д часу в!дпалу у вакуум! для ф1ксовано! довжини хвил!. Встановлено, що "С не залежить в1д часу в!дпалу.

Досл!джувалась залежн!сть коеф1ц1ент!в заломлення пл!вок CdSe в!д температури п!дкладки. Встановлено, що при зб!льшенн! температури п!дкладки до значения Тп=473К коеф1ц1енти п ! к зменшуються. 1мов!рно, що зм1на коеф1ц!ента заломлення пояснюеться кристал!зац1ею пл!вок в куб!чн!й чи гексагональн!й структур! в залежност! вад температури п!дкладки. Коеф!цхент п менше залежить в!д температури ! часу в1дпалу. Це ознака того, що процес рекристал!зац!£ починаеться при Тв!д=573К.

Вивчен1 спектри пропускания ! вадбивання плавок CdTe)tSel.J< . Вибрана концентрац!я х=0,4, при як!й коеф!ц1ент пропускания е максимальним. Встановлено, що характер залежност! коеф1ц1ент!в заломлення п ! поглинання к в!д концентрац!! х е нел1н!йним. Область значень 0,3<х<0,5 е областю змЫаних структур. Гнтервал значень 0,4<х<0,8 е областю фазового переходу в!д куб1чно! структури для CdTe до гексагонально! для CdSe.

Досл!джувалися спектри пропускания ! поглинання для пл!вок CdTexSe1.)( ^ в!дпалених в р1зних газових середовищах. Встановлено,

що при зб1льшенн! х максимум пропускания зм!щуеться в 14 область спектру для вс1х газових середовищ. 1з зростанням температури в1дпалу коеф1ц1ент пропускания зменшуеться. Найменший коеф1ц1ент к=8•10ч см"' спостер1гаеться при в1дпал1 плхвок у вакуум!.

Тверд1 розчини сполук СйЗехТе1.х в1дносяться до так звано! друго! групи змшаних кристалхв, для яких м!н1мум ширини заборонено! зони залежить в!д !х складу. Особливе мхсце займають серед них потр1йн1 системи, що е неперервними рядами твердих розчин!в зам1щення, як! • поступово зм!нюють ширину заборонено! зони Её в залежност1 в1д 1х складу.

В робот1 досл1джувалась залежнАсть ширини заборонено! зони в!д х!м1чного складу (концентрацП х), температурного впливу 1 газового середовища, в якому проводився в1дпал тонких пл1вок.

0птичн1 спектри пропускания 1 в!дбивання волод1ють ч1тким краем фундаментального поглинання," а ширина заборонено! зони пл1вок визначалася шляхом апроксимацП прямол1н!йно! д!лянки спектрально! залежност! квадрата коеф1ц1ента поглинання до перетину з в!ссю абсцис. Отримали нел1н1йну залежн!сть Её=Г(х) для пл1вок Сс1Тех5е,.* . В м!ру замщення телуру селеном ширина заборонено! зони спочатку зменшуеться до деякого м1н1муму при 0,4 < х < 0,6, а пот1м пов1льно зростае до значения ширини заборонено! зони, характерно! для чистого Сс18е. Така ж законо-м!рн1сть Аснуе 1 для кристалу.

Залежн1сть Eg=f(x) при р!зних температурах в1дпалу також мае нел1н1йний характер для х=0,0; 0,2, Её=£(х) мае максимальне значения при Тв1д=423К, а для х=0,4-1,0 Её максимальне при Тв1д-423К. Тобто, при зб1льшенн1 х максимум для Её зм1щуеться в область менших температур.

Досл1джена залежн1сть для пл!вок CdTe^[Se,.x в!д

температури в!дпалу в р1зних газових середовищах. Залежн1сть Её=1'(х) також мае нел1н1йний характер. Для вс1х випадк!в м!н1мум ширини заборонено! зони знаходиться в 1.нтервал1 0,4 <0,6. Спостер1гаеться незначне зростання Её при в1дпал1 пл1вки в Кг+Ыг, Аг+Лг середовищах.

Вивчалися спектри пропускания 1 в1дбивання пл1вок СйТе^Бе^ , активованих ве, п1сля в1дпалу в р1зних газових

середовищах. Досладжено, що в активованих пл!вках Ge появляються додатков1 максимумы при 1400нм, в ц1й облает! Тта„=0,93 для х=0,0. Результати цих досл1джень були використан1 при вибор! оптимальних режим1в в npoyeci розробки 14 ф1льтр1в.

В четвертому розд!л! на приклад! тонких пл1вок CdSe показано застосування методу математичного моделювання з метою MiHiMi3auii числа експеримент!в Д0СЛ1ДУ. Найб!льш широке застосування знайшли модел! у вигляд! пол!ном!в. В робот! моделювалися умови напилення пл!вки i розраховувалися II ф!зичн1 параметри. В розрахунок входять: маса наважки-М, мг; температура п1дкладки - Тп, °С; температура в1дпалу - Тв!д,°С, час в!дпалу -t, хв. Швидк!сть напилення пл1вок становила 200 Х/хв.

Параметром оптим1зац!1 вибрано сп!вв!дношення Y° ■ * НЕде Г» I Т < tr . Z. " пропускания пл!вки в1дпов!дно для

9 12. € i

довжин хвиль 900, 1200, 600, 800 нм. 3 результат!в коеф1ц!ент!в perpeci! впливом температури в1дпа,лу на характеристики ф1льтру можна знехтувати, однак вплив маси наважки i температури п!дкладки значний. Максимальна взаемод!я спостер1гаеться М1ж температурою п!дкладки i масою наважки. 3 допомогою цього методу визначен1 оптимальн! технологЧчн! режими при розробц! 14 ф!льтр!в.

Якщо вимоги до оптичних параметр!в ф!льтр1в менш жорстк!, IX можна виготовляти, не в!дпалюючи.

При наявност! велико! к!лькост1 зм!нних фактор!в метод математичного моделювання е рац!ональним при визначенн! оптимальних технолог1чних режимов.

В п'ятому розд!л! розглянут! джерела, як! мають максимум випром!нювання в ближн!й 14 области спектру. Однак ф1льтри, як! використовуються для корегування спектру, не е ст!йкими до жорстких механ!чних i кл1матичних навантажень.

Розглянут! основн! механ!чн! i кл1матичн! вимоги до сучасних 14 джерел випром!нювання. Область максимального випром!нювання 0,8-1,5 мкм. Досл1джена i розроблена ц1ла низка ф!льтр1в з области пропускания в ближнхй 14 облает! спектру.

Розроблен1 спец!альн1 14 джерела випром!нювання, в яких використан! найб!льш ефективн! ф!льтри, отриман! на 6a3i nanis-

пров!дникових пл!вок С<ЗТе, СбБе 1 ХпБе, активованих ве, 1 !х композиц!й. В 14 джерелах використан1 нап!впрозор1 1 непрозор1 у видим!й облает! спектру ф1льтри. Для нагпвпрозорих ф1льтр1в з! сторони видимо! обаст! спектру е обмежеиня при Л =600нм, £«0,3 ; Стдх =0,92 при Л=г930 нм. Для непрозорих ф!льтр1в СйТе+СйБе+бе з! сторони видимо! облает! спектру е обмеження при Д. ~ 770нм; Тт„ =0,88 з Л^ 1040 нм. Перевага джерела з не-прозорим ф!льтром у видим1й облает! спектру полягае в тому, що за рахунок шару Сс15е маемо зм1щення максимуму пропускания в сторону довших довжин хвиль з одночасним збХльшенням в!дносного випром!нювання в 14 облает! спектру.

Досл!джувалися шляхи п1двищення стаб!льност1 св1тлов!д-биваючого покриття в процес1 термообробки джерела. На наважку з матер1алу, який мае висок! св1тлов!дбиваюч1 властивост! (алюм^нхй), наносився гальван!чним' методом хром в електро-л1тичн!й ванн! при температур! 55°С ! густин1 струму 75А/дм , сп!вв!дношення маси хромового анг!дриду в мас1 с!рчано! кислоти в розчин! м!стить 100:1. Випаруваний матер!ал досягае поверхн1 скляного в!дбивача ! конденсуеться на ньому. При цьому хром розпилюеться в першу чергу. 4астина його створюе п1дкладку на склодетал!, що покращуе адгез!ю алюм1н1ю, а частина хрому в процес! напилення взаемодифундуе з алюм!н!ем ! осаджуеться на п!дкладку в вид! зм!шаного шару. На основ! досл!дженого розроблений техпроцес нанесення високотемпературного св1тло-в1дбиваючого покриття. Отже, завдяки цьому в!дбувуеться стаб1-л!зац!я ст!йкост1 до механ!чних ! температурних навантажень. Зб1льшення коеф!ц!ента в!дбивання п1сля термообробки становить 1,5-2,1%.

3 метою п!двищення класу чистоти склозаготовок для ламп-фар, досл1джувалися методи покращення поверхн! скла. Розроблена установка для безполум'яного пол1рування склодеталей, що забезпечуе високий коеф1ц1ент пропускания. Принцип пол1рування полягае в оплавлюванн1 поверхневого шару скла 14 випром!нюванням керам!ки, нагр!то! при згоранн! газу в пальнику. Запропонований метод повн!стю придатний для механ!зац!1 процесу. Розроблений техпроцес пол!рування. Клас чистоти п1двищуеться на два порядки,

а коефац1ент пропускания х ! в1дбивання Н зб!льшуеться на 8-10 в1дсотк1в.

Досл!джувалися р1зн1 вараанти конструкц!й ниток розжарення, як1 би в жорстких механ!чних 1 кл^матичних умовах були над1йними в робот! 1 мали б п1двищену довгов1чн1сть.

В результат! була розроблена нетрадиц!йна конструкц!я нитки розжарення в вид1 багатожильного скрученого джгута. Конструкц!я такого джерела витримуе висок! механЧчн! навантаження.

Нитки розжарення пгддавалися стопроцентному безруйн!вному контролю на предмет наявност! мгкротрщин, як1 е однгею 1з причин перегорания ниток розжарення в процесс роботи.

Розроблений техпроцес виготовлення ! контролю джгутованих ниток розжарення.

0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТИ I ВИСНОВКИ ПО Р0Б0Т1

1. Розроблена технолог1я нанесения нап!впров!дникових покрить СбТе, СбБе, 1пЗе ! 1'х композиц1й, активованих Се, для св1тлоф!льтр!в прозорих в 14 облает! спектру.

2. Вивчена залежн!сть процесу рекристал!зац!I пл1вок CdSe в!д технолог1чних фактор1в, зокрема, температури п!дкладки, середовища ! температури в!дпалу. Встановлено, що б1лыаому часу в!дпалу в!дпов!дае менша температура початку рекристал!зац!I. 3! зб!льшенням температури початку рекристал!зацП п!двищуеться термост!йк1сть пл!вки. Спостер1гаеться зменшення енерг!!

р

активац!! рекристалазац!! ( ) при п!двищенн1 температури

п1дкладки, що св1дчигь про наявн!сть процесу рекристал!зацП при конденсацН. При п!двищенн1 Тп в!д 300 до 550К енерг!я рекристал!зац!1 спадае: при в1дпал! в газовой сум!ш! Кг+Яг в1д 0,35 до 0,13 еВ, Аг+И4 - в!д 0,32 до .0,13 еВ, у вакуум! - в!д 0,2 до 0,07 еВ. Для пл!вок, в!дпалених в газових сум!шах, 1/Д, е б1льша, н!ж у вакуум!, за рахунок вт!лення атом!в в конденсат, що призводить до зменшення рухливост! границь зерен.

3. Вивчення залежност1 енерг!! рекристал!зац!1 х термо-ст!йкост! пл1вок в!д х1м!чного складу 1 температури п1дкладки

Тп дало можлив1сть одержувати hkîchî шари.

Для пл!вок CdTeASe,.x залежн1сть Ue9 Bifl концентрацП х

р

мае нел!н!йний характер з максимумом при х=0,6, 1Ц>**0,95 еВ.

4. Встановлено, що спектраль.н1 характеристики пл1вок залежать в1д товщини i посл!довност1 напилення активатора. При зб1льшенн1 товщини пл1вки CdSe край власного поглинання зм!щуеться в 14 область спектру i мае максимальний коеф1ц!ент пропускания "С - 0,85 для Л - 780нм. Посл1довн1сть напилення активатора Ge впливае на спектральн! характеристики пл1вок CdTe, CdSe i не впливае у випадку InSe.

5. Вивчен1 спектральн! залежност! пропускания пл1вок CdSe, напилених на п1дкладку при р!зних температурах 1 вАдлалених в р!зних газових середовищах. При в1дпал1 на noeiTpi на кривих пропускания появляються смуги поглинання в короткохвильов!й облает! спектру, що, ймов!рно, пов'язано з частковим окислениям. Для пл!вок CdSe коеф!ц!ент пропускания в 14 облает! спектру залежить Bifl температури в1дпалу на noeiTpi, Ar+Nz середовищ! ! в менш!й Mip! залежить в!д вхдпалу у вакуум!. В!дпал в Kr+Nt середовищ! практично не впливае на оптичн! стал1 пл!вки. Коеф!ц!ент пропускания X для ф!ксовано! довжини хвил! Л «832нм в межах температур в1дпалу 423-573К практично не залежить в!д часу в1дпалу ! становись ->-0,8.

6. Встановлено, що коеф!ц!ент заломлення п для пл1вки CdSe icTOTHO залежить в!д температури п1дкладки ! менше залежить в!д температури i часу в!дпалу. Максимальне значения коеф1ц1ент!в п=2,35, к-11»103 см"1 при Тп=423К ! м!н!мальне значения п=1,55, k=5» Ю3 см"' при Тп-474К. 1мов!рно, що зм1на коеф!ц1ента заломлення пояснюеться кристал!за1Цек) пл!вок в куб!чн!й чи гексагональн!й структур! в залежност! в!д температури п1дкладки.

7. Вивчен! спектри в!дбивання ! пропускания пл1вок

CdTexSe,.x . Максимум пропускания t =0,87 при Л **1000нм i х=0,4.

Встановлено, що характер залежност! коеф!ц!ент!в заломлення п !

поглинання k Bifl концентрацП х е нел1н!йними. При х = 0,4

cnocTepiгаеться м1н1мальне значения' коеф1ц!ента заломлення n i

ч -1

максимальне значения коеф1ц!ента поглинання к-7,78'10 см

8. Досл!джен! спектри пропускания 1 поглинакня пл1вок СсИе^Бе,., , в!дпалених в ргзних газових середовищах. Встанов-лено, що при зб!льшенн! х максимум пропускания зм1щуеться в 14 область спектру: при А~ 800нм для х - 0,0, Тт„ при Л -». 1040нм для х = 1,0. 1з зростанням температури в!дпалу коеф!ц!ент поглинання зменшуеться. При х=0,4, в!дпал у вакуум1, Тв1д=523К, к=8* 10* см'1 .

9. Показано, що залежи!сть Ей пл!вок СйТе„Зе,_х в!д х при р1зних Тв!д 1 газових середовищах мае нел!н!йний характер. Для вс!х випадкхв м1Н1мум ширини заборонено! зони знаходиться в !нтервал! 0,4 ¿х ч<0,6. При в!дпал1 спостерггаеться незначне зростання заборонено! зони.

При в1дпал! на пов1тр1 Тв1д=523К, Ейт!п=1,15еВ; у вакуум! Тв1д=423К, Egmin=l,32eB; в Кг+Я, сум1ш1 Тв!д=473К,Е£т1п=1,ЗбеВ; в Аг+^ сум!Тв!д=423К, Е§ппп=1,36еВ.

10. Вивчен! спектри пропускания ! в!дбивання пл1вок СсИе^Зе,.* . активованих Се, отриманих при р!зних температурах п!дкладки. Результати цих досл!джень використан1 при розробц! 14 ф!льтр1в.

11. На основ! досл!джень залежност! оптичних параметр1в ( Т п, к, Ей) В1Д х!м1чного складу, посл!довност1 нанесения шар!в, температури п1дкладки, температури в!дпалу в р1зних газових середовищах розроблен! технолог!чн! рекомендацП по отриманню в!дбиваючих ! поглинаичих шар1в з оптимальними параметрами.

12. Розроблен! 14 термост!йк! ф1льтри, малопрозор1 ! не-прозор1 у видим!й облает! спектру, з використанням пл!вок СсЗТе, CdSe ! 1пЗе, активованих ве, ! !х композиц1й:

- св!тлоф!льтри з СйТе-КЗе товщиною 147 нм, CdTe+CdSe+Ge товщиною 213,5 нм ! 1п5е товщиною 142 нм частково пропускають випром!нювання лампи-фари у видим!й облает! спектру;

- розроблено 14 джерело випром!нювання у вигляд! лампи-фари з корегуючим ф!льтром СЬТе+Ое, нанесеним на розс!ювач. Товщина пл!вки CdTe становить 220-225нм, товщина шару ве 10-12нм. Спектр випром!нювання такого джерела частково знаходиться у видим!й облает!;

- розроблено 14 джерело випром!нювання з максимальною силою випром1нювання в 14 област1 спектру з трьохшаровим покриттям з товщинами: 220-225 нм - СйТе, 207-215 нм - саБе, 10-12 нм - Се. Пропускания у видим!й облает! спектру в!дсутне.

14. Для забезпечення над1йност1 роботи 14 лампи-фари роз-роблен! техпроцеси:

- отримання джгутованих ниток розжарення;

- пол!рування поверхонь склодеталей;

- нанесения св!тлов!дбиваючого покриття на в1дбивач.

0СН0ВН1 МАТЕР1АЛИ ДИСЕРТАЦП 0ПУБЛ1К0ВАН1 В НАСТУПНИХ РОБОТАХ.

1. Бурак М.М., Фишер Я.В. Метод измерения толщины покрытия в процессе напыления.// Технология электротехнического производства. - 1984. - Вып.12.-С.3-4.

2. Бурак М.М., Миколайчук А.Г., Капустяник В.Б. Рекристаллизация и оптические свойства полупроводниковых пленок сложных систем СаТе^Бе,,, //ДЕП. в ВИНИТИ 31.08.89, № 3598-В89. Реф.УФЖ. -1989. -Т.34, N'10.-0.1523.

3. Бурак М.М., Миколайчук А.Г., Капустяник В.Б. Определение энергии активации рекристаллизации пленок Сс13е // ДЕП. в ВИНИТИ 12.05.87, N1 3414-В87. Реф.УФЖ.-1987.-т.32, N»11,-0.1755.

4. Бурак М.М., Капустяник В.В., Миколайчук А.Г. Зависимость энергии активации рекристаллизации пленок селенистого кадмия от температуры подложек и отжига в различных газовых средах //Тезисы докл. I Всесоюз. школы по термодинамике и технологии полупроводн. кристаллов и пленок. Ивано-Франковск.-1986. -С.247.

5. Бурак М.М., Миколайчук О.Г. Вплид х1м1чного вм1сту 1 тем-пературних д1й на оптичну ширину заборонено! зони тонких пл1вок СйТе Бе //Тези IV М1жнародно! конференцИ з ф!зики 1 технологи тонких пл1вок. 1вано-Франк1вськ.-1993. -С.379.

6. Бурак М.М., Миколайчук А.Г., Капустяник В.Б. Разработка инфракрасных фильтров с применением математического моделирования //ОМП.-1989,№ 2.-С.34-36.

7. Скорик В.И., Соляник З.В., Стецура М.М. Поверхностная энергия

поликристаллического вольфрама в разных средах //Физическая электроника. - 1980. -Вып.21. -С.113-115.

8. Бурак М.М., Фишер Я.В. Метод измерения толщины покрытий в процессе напыления // Информ.листок.'Львов.ЦНТИ -1984, №15.-5С.

9. Бурак М.М. Горелка для беспламенной (инфракрасной) полировки поверхности стеклодержателя // Инфори.листок.Львов.ЦНТИ. -1983, № 256-83.-ЗС.

10. Бурак М.М. Бессеребренная высокотемпературная мастика //Информ.листок.Львов.ЦНТИ. -1986, N«86-061.-30.

11. Макаренко C.B., Миколайчук О.Г.,' Бурак М.М. i iH. Особли-boctI спектру локальних станав в пл1вках твердих розчин1в //Тези допов. I Укра1нсько1 конф. Структура i ф!зичн! властивост1 невпорядкованих систем. Льв1в.-1993.-С.25-26.

12. А.С.1279464. Источник излучения / Бурак М.М., ЛахоцькийТ.В., Соляник 3.В., Дякив Т.А., Яцишин С.П.//-1986.

13. А.С.1619965. Источник излучения'/ Бурак М.М,, Миколайчук А.Г. //-1990.

14. А.С.1535856. Способ получения светоотражающего покрытия /Бурак М.М., Капустяник В.Б., Миколайчук А,Г., Сколоздра C.B., Скорик В.И. // Бюлетень изобретений. - 1990, N42.

15. А.С.1700637. Способ образования диффузного покрытия на колбах ламп накаливания /Бурак М.М. и др.// Бюлетень изобретений. -1991, N»47.

16. А.С.1756975. Способ образования диффузного покрытия на колбах ламп накаливания /Бурак М.М. и др.// Бюлетень изобретений. -1992, №31.

17. А.С.1188809. Тело накала /Лахоцкий Т.В. Яцишин С.П., Бурак М.М. Сорокопуд Е.М.//Бюлетень изобретений. -1985, N'40.

18. А.С.1332214. Устройство для отбраковки тел накала /Яцишин С.П., Лахоцкий Т.В., Скорик В.И., Бурак М.М. //Бюлетень изобретений. -1987, N'31.

Шдписано до друку 15.04.94 р. Формат 60X84 1/16 Друк офсетний. Ум. др. арк. 1,0. Тит.аж 100. Зам. № 536. AT "Хскра" 290066, Льв1в, Вулецька, 14