Научная статья на тему 'РОЗРОБКА іНТЕРФЕРЕНЦіЙНО-АБСОРБЦіЙНИХ СВіТЛОФіЛЬТРіВ НА БАЗОВИХ КРИСТАЛАХ IN4(SE3)1-Х TE3Х ТА CDSB'

РОЗРОБКА іНТЕРФЕРЕНЦіЙНО-АБСОРБЦіЙНИХ СВіТЛОФіЛЬТРіВ НА БАЗОВИХ КРИСТАЛАХ IN4(SE3)1-Х TE3Х ТА CDSB Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
66
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ ФИЛЬТР / ИНФРАКРАСНАЯ ОБЛАСТЬ / СПЕКТРАЛЬНОЕ ПРОПУСКА-НИЕ / КРИСТАЛЛ IN4SE3 / CDSB / INTERFERENCE FILTER / INFRARED REGION / SPECTRAL TRANSMITTANCE / IN4SE3 / CDSB CRYSTALS

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Стрєбєжєв В. В., Нічий С. В., Юрійчук I. М., Стребежев В. М.

Созданы интерференционно-абсорбционные фильтры на базе кристаллов In4(Se3)1-xTe3x и CdSb для функционирования в ближней и средней ИК-области. Исследованы оптические свойства и дефекты кристаллов-подложек, их влияние на характеристики светофильтра. Разработаны пленочные интерференционные системы для различных конструкций и рабочих диапазонов. Измерены спектральные характеристики, изучены условия обеспечения механической прочности и воспроизводимости параметров светофильтров

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Development of interference absorptive filters on In4(Se3)1-

Interference absorptive cutting light filters in the near and middle IR-region on the base of In4(Se3)1-хTe3х and CdSb crystals are obtained. Substrate crystals and films systems have been investigated by raster scanning microscopy, X-ray microanalysis, optical and electrophysical measurements to determine their suitability for developing effective cutting filters. The optical properties of defects in the crystals and substrates, their influence on the characteristics of the optical filter are studied. Low density of defect is observed in In4(Se3)1-xTe3x crystals with [010] growth direction, which is prevailing for the manufacture of optical substrates. It is found that transparency of CdSb and ZnSb crystals and substrates is kept on cooling up to 77 K. The materials for film interference systems of filters different constructions and working range are chosen. Ge-SiO semiconductors are used as a film-forming material for the filters with cutoff in the middle infrared region and Te-SrF2 in the more far regions. Ontained filters are characterized by the following parameters: cutoff slope k≥0,9, mean passband Тm≥80 %, maximum transmission Тmax≥90 %. Spectral transmission characteristics of optical filters of various designs are measured, the condition of their mechanical stability and reproducibility of optical parameters are investigated.

Текст научной работы на тему «РОЗРОБКА іНТЕРФЕРЕНЦіЙНО-АБСОРБЦіЙНИХ СВіТЛОФіЛЬТРіВ НА БАЗОВИХ КРИСТАЛАХ IN4(SE3)1-Х TE3Х ТА CDSB»

Створен ттерференцшно-абсорбцшт свт-лофтьтри на базi кристалiв 1п4(Без)1.хТезх та CdSb для функцюнування у близькш i середнш IЧ-областi. Дослиджен оптичн властивостi та дефекти кристалiв-пiдкладок, гхнш вплив на характеристики свтлофшьтра. Розроблен плiв-ковi iнтерференцiйнi системи для рiзних конструкций i робочих дiапазонiв. Вимiряш спектраль-н характеристики, вивчен умови забезпечення механчног стiйкостi та вiдтворюваностi параме-трiв свiтлофiльтрiв

Ключовi слова: ттерференцшний фшьтр, тфрачервона область, спектральне пропускання,

кристал 1п4Бе^, CdSb

□-□

Созданы интерференционно-абсорбционные фильтры на базе кристаллов 1п4(Без)1.хТезх и CdSb для функционирования в ближней и средней ИК-области. Исследованы оптические свойства и дефекты кристаллов-подложек, их влияние на характеристики светофильтра. Разработаны пленочные интерференционные системы для различных конструкций и рабочих диапазонов. Измерены спектральные характеристики, изучены условия обеспечения механической прочности и воспроизводимости параметров светофильтров Ключевые слова: интерференционный фильтр, инфракрасная область, спектральное пропускание; кристалл 1п4Бе^, CdSb

УДК 621.315 : 535.215

|DOI: 10.15587/1729-4061.2014.30988]

РОЗРОБКА 1НТЕРФЕРЕНЦ1ЙНО-АБСОРБЦ1ЙНИХ СВ1ТЛОФ1ЛЬТР1В НА БАЗОВИХ КРИСТАЛАХ МвезЬ-х Тезх ТА CDSB

В. В. Стребежев

Астрант* E-mail: [email protected] С. В. Н i ч и й

Кандидат фiзико-математичних наук, доцент*

E-mail: [email protected] I. M . Ю р i й ч у к

Кандидат фiзико-математичних наук, доцент* E-mail: [email protected] В. М. Стребежев

Кандидат фiзико математичних наук, доцент* E-mail: [email protected] *Кафедра фiзики натвпровщнимв и наноструктур Чершвецький нацюнальний ушверситет iм. Юрiя Федьковича, вул. Коцюбинського, 2, м. Чершвф, УкраТна, 58012

1. Вступ

Для ф^ьтрацп 1Ч-випромшювання використо-вують конструкщю штерференцшно-абсорбцшного ф^ьтра, який складаеться з натвпровщниково! тд-кладки i нанесено! на 11 поверхню iнтерференцiйноi системи у виглядi стопи тонких плiвок з високим та низьким показниками заломлення [1]. У такому свилоф^ь^ багатошарове тонкоплiвкове покрит-тя формуе робочу область пропускання, а фунда-ментальне поглинання в натвпровщнику забезпечуе блокування випромшювання у фоновiй обласи [2]. Для отримання оптичних та фоточутливих елеменпв, функцiонуючих у близькш та середнш 1Ч-обласп, використовують напiвпровiдниковi кристали з вщ-повiдною шириною заборонено! зони, наприклад гру-пи АШВУ1 In4Se3 (Eg=0,65 еВ), 1п4Те3 (Eg=0,48 еВ) та групи А°ВУ CdSb (Eg=0,48 еВ), ZnSb (Е^0,55 еВ) [3-5]. Застосування твердих розчишв цих кристалiв In4(Se3)1-хTe3х та Cd1-xZnxSb надае додатковi можли-востi для регулювання положенням гранично! дов-жини хвилi Хгр, в залежностi вщ складу, при розробцi елементiв оптофотоелектрошки. Вiдомо, що при кон-струюванш вiдрiзаючих штерференцшно-абсорбцш-них фiльтрiв у випадку необхвдносп просування поло-ження гранично! довжини хвилi Хгр в далекохвильову

область (Хгр>6 мкм) значно зростають технологiчнi труднощi, якi пов'язаш 3Í збiльшенням оптично! тов-щини та кiлькостi шарiв у плiвковiй системi. Цi труд-нощi виршуються шляхом моделювання конструкцп фiльтра i тдбором вiдповiдних матерiалiв плiвок. При цьому плiвкове покриття мае бути мехашчно мiцним, стiйким до ди зовнiшнiх факторiв та забезпечувати стабшьш оптичнi характеристики.

Така оптимiзацiя плiвкових систем для випадку створення свилофшк^в на кристалах In4Se3 та In4(Se3)1-xTe3x, а також на кристалах CdSb i ZnSb мало дослщжена. Вимоги до адгезii всiеi стопи штерферен-цiйного покриття, до поверхш кристалiв-пiдкладок, а також мiжшаровоi адгезп плiвок суттево зростають, якщо потрiбно нанести також металеву п лiвку-дiафраг-му, яка б задавала геометричний рисунок свилових зон фшьтра. Тому актуальним е дослщження процесiв i умов нанесення мехашчно стшких металевих плiвок на дослiджуванi кристали групи АШВУ1 та АПВУ Це е важливим при створенш багатоканальних свило-фшм^в в технологи виготовлення фотоелектричних модулiв з матрицями фотоприймачiв неохолоджува-ного та охолоджуваного титв. На основi розробок у цих напрямках можуть буди створенi ефективнi оптичнi свилофшьтри на базових кристалах In4Se3 та 1п4^е3)1-хТе3х, а також на кристалах CdSb i Cd1-xZnxSb,

©

ППжП

яю можна використовувати для обмеження корот-кохвильово! спектрально! чутливостi фотоприймачiв у приладах 1Ч-техшки.

2. Аналiз лкературних даних та постановка проблеми

Використання свилофшм^в, якi здiйснюють се-лекщю IЧ-випромiнювання в заданих спектральних штервалах для виключення небажаних складових спектра, знайшло широке застосування в 1Ч-техтщ. Серед фiльтрiв рiзноманiтноi будови та принципу дп для функцiонування в близькш i середнiй IЧ-областi крашд оптичнi характеристики мають iнтерференцiйнi багатошаровi тонкоплiвковi покриття [1, 2]. Таю сви-лофiльтри використовуються у спектральному прила-добудуваннi рiзного призначення, в монохроматорах, спектрометрах, в шфрачервонш астрономп, в системах сигналiзацii. Тому проводяться штенсивш розробки iнтерференцiйно-абсорбцiйних фiльтрiв на базових монокристалах з рiзноманiтних натвпровщниюв [6, 7]. Вибiр як тдкладок пластин з натвпровщнико-вих матерiалiв з заданою короткохвильовою границею пропускання допомагае зменшити число шарiв штер-ференцiйного покриття, спрощуе технологiю виго-товлення фiльтру, покращуе його мщшсть, дозволяе ефективно подавляти короткохвильовi перешкоди, довжини хвиль яких лежать в област власного погли-нання натвпровщника.

Обранi в роботi як тдкладки для штерферен-цiйно-абсорбцiйних фiльтрiв базовi кристали In4Se3 i CdSb належать до ашзотропних напiвпровiдникiв ромбiчноi сингонп i володiють близькими значеннями ширини забороненоi зони [5]. Вони представляють ш-терес з точки зору практичного застосування в 1Ч-тех-тщ як фоточутливi елементи i абсорбцшш фiльтри [8-10]. Змiна положення Хгр для оптичних елементiв на iх основi може бути досягнута при застосуванш iхнiх твердих розчинiв 1п4^е3)1-хТе3х, а також Cd1-xZnxSb [11, 12, 5]. В той же час варто ввдмиити, що властивосп вах цих сполук, щодо використання '¿х як базових кри-сталiв при створенш оптичних елементiв 1Ч^апазо-ну, вивчеш недостатньо. Тому актуальною е розробка штерференцшно-абсорбцшних свiтлофiльтрiв на кри-сталах In4(Se3)1-х Те3х та CdSb, яка включае констру-ювання i оптимiзацiю плiвкових iнтерференцiйних систем з рiзними заданими значеннями Хгр.

3. Мета та задачi дослщження

Осюльки в лiтературi е обмежена юльюсть робiт з питань розробки штерференцшно-абсорбцшних свилоф^к^в на базi In4(Se3)1-х Те3х та CdSb, метою дослiдження е створення на цих кристалах 1Ч-свило-фшм^в для рiзних робочих дiапазонiв, що вимагае нанесення оптимально сконструйованих тонкоплiв-кових систем з рiзних матерiалiв. На величину максимального i середнього пропускання в робочiй областi та на коефiцiент крутизни характеристики фшьтра впливають структурнi та оптичш властивостi кри-сталiв основи, однорвдшсть, спосiб обробки поверхнi [13]. Тому важливими задачами е моделювання i практична розробка багатошарових плiвкових покриттiв

для рiзних робочих дiапазонiв, а також встановлення технолопчних умов ix нанесення на кристали In4Se3, In4(Se3)i-xTe3x i CdSb, при яких забезпечуеться мехашч-на стшюсть та вiдтворюванiсть характеристик свило-фшм^в. До таких задач також ввдноситься вивчення впливу структури i дефекив цих базових кристалiв на оптичнi властивостi i вимiрювання спектральних характеристик отриманих штерференцшно-абсорб-цiйниx фшм^в в цiлому [14-16].

4. Методика i результати розробки штерференцшно-абсорбцшних свiтлофiльтрiв на In4(Se3)i_xTe3x i CdSb

Обраш для створення оптичних елеменпв ба-зовi кристали та плiвковi системи дослщжува-лися методами скануючо! електронно! мiкроскопii (SEM), методами електроннозондового мiкроаналiзу

i рентгеноструктурного аналiзу, оптичними та електрофiзичними вимiрюваннями з метою встановлення !хньо! придатностi до формування ефек-тивних вiдрiзаючиx свiтлофiльтрiв.

Кристали CdSb вирощувалися у графiтованиx кварцевих човниках методом зонно! перекристалiза-ци, з них вирiзалися пiдкладки у площиш (100) [7, 14]. Кристали In4Se3, In4Te3, In4(Se3)1-xTe3x вирощувалися методом Чохральського з пропусканням електричного струму через межу кристал-розплав i застосуванням ефекту Пельтье [11, 12].

При теоретичному моделюванш штерференцш-но-абсорбцiйного фiльтра враховувалося, що кристали селешду In4Se3 внаслщок фундаментального погли-нання здатнi вiдрiзати випромiнювання до довжини xвилi Хгр=1,8 мкм, а кристали In4Te3 i CdSb - до ^гр 2,5 мкм. Розрахунок iнтерференцiйниx тонкоплiв-кових покриттiв проводили методом е^валентних шарiв [1, 2] з урахуванням показниюв заломлення для In4Se3 n=3,2, для In4Te3 n=3,8 [11], та для CdSb n=4,5 [5]. Ввдповвдно до цих значень n тдкладки xалькогенидiв iз зворотного боку просвгглювалися плiвками SiO, а пiдкладки CdSb - плiвками ZnS. Для б^ьш корот-кохвильових iнтерференцiйниx тонкоплiвковиx ф^ь-трiв як плiвкоутворюючi матерiали були обраш Ge (n=3,9) та SiO (n=1,85). Фiльтри для далеко! 1Ч-обласп розраховувалися на основi менш стандартно! пари плiвок Te (n=4,5) та SrF2 (n=1,35) з високою рiзницею показникiв заломлення.

Напилення стопи з 14,26 штерференцшних плiвок проводилося електронно-променевим та термiчним випаровуванням, залежно вщ матерiалiв плiвок, у вакуумi Р=(1-2)10-6 тор. Температура пiдкладок тд-тримувалася Тп=450-463 К, перед напиленням здш-снювалося iонне травлення поверxнi тдкладок в ре-жимi U=0,8-1 кВ, юнний струм I=40 мА, час травлення t=6,8 хв. Особливо важливим фактором для досяг-нення вщповщност отриманих фiльтрiв i теоретично розрахованих е точнiсть контролю товщини плiвок. Вимiрювання товщини плiвок пiд час напилення здш-снювалося фотометричним методом на заданш до-вжинi хвил^ з набором фiльтрiв, який вщповщае отри-манню цiлого числа фжсованих екстремумiв в процесi контролю. Металiзацiю поверxнi пiдкладок здшсню-вали тонкими плiвками Al та Ag, яю напилялися через маску з заданою геометрiею свiтловиx зон. Встановле-

но, що саме щ металев1 пл1вки добре узгоджуються з напиленим зверху штерференцшним ф1льтром з шар1в Ge-SiO 1 з кристалами шдкладок, забезпечують меха-шчно мщну конструкщю, яка витримуе охолодження до температури р1дкого азоту.

Дефекти у кристалах 1п48е3, 1п4Те3, 1п4(8е3)1-хТе3х дослщжувалися в растровому електронному мжроско-ш РЕМ-100У з прискорюючою напругою и=30 кВ при струм1 зонда 610"12^310"9 А. Осгальки щ кристали волод1ють вираженою шаруватктю, шдкладки з них виготовлялися шляхом сколювання по площиш спай-ност (100). Тага шдкладки в1др1зняються стшгастю поверхш по в1дношенню до х1м1чних реакцш, меха-шчною мщшстю, на сколах утворюеться практично реальна поверхня, яка е придатною для формування оптичних елеменпв, р1зких гетеропереход1в та еле-мент1в наноелектрошки [13]. Товщина шдкладок для ф1льтр1в складала d=0,2-0,3 мм.

На окремих д1лянках кристал1в складу 1п4(8е3)о,92(Те3)о,о8 були виявлеш протяжш структур-ш дефекти та неоднорщност у вигляд1 прециштаНв фази 1п розм1рами 0,2-2 мкм (рис. 1, 2). Для знижен-ня густини прециштаНв застосовувалася стабШзащя град1ента температури в област крисгалiзацii та стабь л1зац1я величини струму 1 А/см2. Протяжш дефекти, зорiентованi в напрямку [001] е характерними для ша-руватих кристалiв 1п48е3, 1п4Те3 [4, 6, 11], '¿х зароджен-ня пов'язуеться з видiленням фази 1п у мiжшарових промiжках i утворенням неоднорiдноi псевдострукту-ри з дальшм порядком у положеннi класгерiв [16].

Рис. 1. SEM-зображення морфологи поверхш i дефектiв монокристалу In4(Seз)o,92(Teз)o,o8

Рис. 2. SEM-зображення преципiтатiв фази 1п в кристалi

In4(Seз)o,92(Teз)o,o8

Для кристалiв 1п48е3, вирощених вздовж напрямку [001], на рентгешвських топограмах (рис. 3), отрима-

них за методом Берга-Баррета в СиКа-випромшюван-нi, були зафжсоваш прогяжнi дефекти, орiенгованi вздовж кристалографiчноi вiсi [001]. Зменшення густини цих дефекНв було отримано у кристалах 1п48е3 та 1п4(8е3)1-хТе3х (х=0,02; х=0,08) з напрямком росту [010], який виявився оптимальним для виготовлен-ня оптичних шдкладок. При виготовленш шдкладок були використаш найбшьш однорiднi кристали 1п4(8е3)1-хТе3х з област складу 0<х<0,10 i 0,85<х<1,00. Для складiв 0,25<х<0,70 однорiднi кристали, придатш для виготовлення свiглофiльгрiв, не отримаш [11, 12]. Спекгральнi характеристики пропускання кристалiв пiдкладок 1п4(8е3)1-хТе3х рiзного складу наведеш на рис. 4 (кривi 1, 2).

Рис. 3. Рентгешвська топограма кристалу In4Se3 з протяжними структурними дефектами, орieнтованими вздовж напрямку [001]

Рис. 4. Залежност при температурi 300 К коефiцieнта пропускання 7"(%) вiд довжини хвилi I для кристалiв i пiдкладок: 1 - ^4^3)0,94^3)0,06; 2 - ^4^3)0,12^3)0,88; та iнтерференцiйно-абсорбцiйних фiльтрiв на кристалах: 3 - ^4^3)0,94^3)0,06 (1гр=3,4 мкм); 4 - ^4^3)0,12^3)0,88 (1гр=6,5 мкм)

Експериментально були отримаш характеристики пропускання фшм^в, яга наведеш на рис. 4 (кри-вi 3, 4). Для фшм^в з Хгр=3,4 мкм плiвкова система складаеться з матерiалiв Ge-SiO, а для бiльших дов-жин хвиль Хгр=6,5 мкм були використаш плiвки Те-SrF2. У цьому випадку застосоваш пiдкладки складу 1п4(8е3)0,12(Те3)0 88, тобто складу близького до чистого 1п4Те3 з Хгр=2,5 мкм.

В якост пiдкладок для охолоджуваних фiльтрiв застосовувалися кристали iншого використаного в ро-богi напiвпровiдника - CdSb, який як i 1п4Те3 мае фун-даментальне поглинання в обласН Хгр=2,5 мкм. Кристали CdSb зручнi для конструювання таких оптичних елеменНв, оскiльки мають високий показник залом-лення (п=4,5-4,8) i особливо низьку геплопровiднiсгь Ь=(1,1-1,2) 10-2 Вт/см^К [5]. Для застосування як шд-

кладок бшьш досконалих кристалiв, дослiджувалося питання зменшення в них густини лшшних дефектiв. Дислокацii в кристалах CdSb та ZnSb виявлялися методом травлення в селективному травнику за харак-терними ямками травлення (рис. 5).

Рис. 5. Дислокацшш ямки травлення на монокрист^ ZnSb

Для напилення фiльтрiв вщбиралися кристали CdSb з густиною дислокацш ^а<104 см-2. В окремих ви-падках були застосованi кристали ZnSb. Для вивчення npo3opocTÍ кристалiв CdSb, з яких виготовлялися тд-кладки для штерференцшних фiльтрiв, вимiрювалися 1х спектральнi характеристики пропускання (рис. 6). Як тдкладки для фiльтрiв були застосоваш кристали CdSb [7], як володiли високою прозорiстю в дiапазонi 2,5-25 мкм з коефiцieнтом пропускання 7~39 %, який мало змшювався при охолодженнi вiд кiмнатноi тем-ператури до 87 К (рис. 6, крива 1, крива 3). Прозоркть кристалiв ZnSb була дещо нижчою (рис. 6, крива 2).

Рис. 6. Залежност коефщкнта пропускання Т (%) в1д

довжини хвил1 l для кристалл пщкладок: 1 — CdSb (T=87 K); 2 - ZnSb (T=300 K); 3 - CdSb (T=300 K); та ¡нтерференцшно-абсорбцшних фтьтр1в при T=300 K на кристалах: 4 — CdSb (!гр=2,9 мкм); 5 — ZnSb (!гр=3,8 мкм);

6 — CdSb (!гр=4,3 мкм)

Спектральнi характеристики абсорбцшно-штер-ференцiйниx фiльтрiв з плiвок Ge, SiO, ZnS на кристалах CdSb та ZnSb з положенням Хгр=2,9; 3,8; 4,3 мкм

наведеш на рис. 6, ^mi 4-6. Для охолоджуваних до 87 К фшм^в було враховано температурне змщен-ня краю власного поглинання CdSb (рис. 6, крива 1), тому для забезпечення ввдповвдного штервалу висо-ковiдбиваючиx дзеркал iнтерференцiйна система була сконструйована з двох тдсистем iз загальним числом шарiв 24-26 (рис. 6, крива 6).

Важливо те, що випробовування шляхом термо-циклювання в iнтервалi температур 77-398 К показали мехашчну мiцнiсть плiвковиx покритпв та малу змiну спектральних характеристик при охолодженш. Опти-мальнi отримаш фiльтри характеризуються такими параметрами: крутизна границ вiдрiзання k=0,9-0,96, середне пропускання в робочш областi Тсер=80-82 %, максимальне пропускання Tmax=90-93 % .

5. Обговорення результаив

При розробщ нових вiдрiзаючих фiльтрiв на базо-вих кристалах 1п4^е3)1-хТе3х i CdSb як штерференцшш складовi були сконструйоваш системи з 14,26 плiвок з матерiалiв Ge-SiO та Te-SrF2. Кшьюсть плiвок та рiз-ниця ix показникiв заломлення пiдбиралися такими, щоби забезпечити перекриття областей фундаментального поглинання кристалiв-пiдкладок з штерва-лом високовщбиваючих дзеркал iнтерференцiйного мультишару. Велика рiзниця показникiв заломлення плiвок Te-SrF2 забезпечуе широкий iнтервал високо-вщбиваючих дзеркал, необxiдний для змiщення Хгр в далекохвильову область.

При дослiдженнi оптичних властивостей криста-лiв-пiдкладок для фiльтрiв було встановлено, що про-зорiсть кристалiв In4Se3, In4(Se3)1-xTe3x залежить вiд умов 1х вирощування i значною мiрою вiд орieнтацii затравки, яка задае напрямок росту. Отримано, що ко-ефщ1ент пропускання криста.гпв суттево знижуеться у випадку наявност1 в них значно1 к1лькост1 протяжних структурннх дефектов, а також прециттапв In. Зменшення густини дефекпв, яьа впливають на параметри ф1льтр1в, було отримано у кристалах In4(Se3)i_xTe3x з напрямком росту [010], який е оптимальним для виго-товлення оптичних шдкладок.

Глибоке подавления сонячних та шших випромь нювальних перешкод в област1 фону 1<2,5 мкм можна зд1йснити, використовуючи як тдкладки для Biflpi-заючих ф1льтр1в монокристали CdSb або ZnSb, яю мають край власного поглинання бшя довжин хвиль Х=2,5 мкм. Особливо мала теплопровщшсть кри-ста.гпв-тдкладок з CdSb надае переваги саме цьому матер1алу при конструюванш ф1льтр1в, розташованих перед охолоджуваними 1Ч-фотоприймачами, осюльки дозволяе утримувати на них низьку температуру. В цьому випадку температурне змщення краю власного поглинання при охолодженш тдкладки CdSb до 87-77 К потребуе збшьшення числа шарiв плiвковоi системи до 24-26 для забезпечення вщповщного штервалу блокування фонового випромшювання.

Вимiрянi спектральш характеристики i параметри розроблених штерференцшно-абсорбцшних фiльтрiв вiдповiдають вимогам ввдповвдних стандартiв, що надае iм перспективи використання у промислових ви-робах IЧ-теxнiки.

6. Висновки

Нанесенням штерференцшних систем плiвок Ge-SiO на шдкладки з In4Se3, In4(Se3)0,94(Te3)0,06 i CdSb, та плiвок Te-SrF2 на пiдкладки з In4(Se3)0,12(Te3)0,88, одержанi IЧ-фiльтри з рiзним положенням корот-кохвильово! межi вiдрiзання Хгр=2,9; 3,4; 3,8; 4,3; 6,5 мкм. Вимiрянi спектральнi характеристики пропускання кристалiв-пiдкладок та виготовлених свiтлофiльтрiв рiзноi конструкцii. Оптимальнi ви-готовленi свилоф^ьтри характеризуються високи-ми параметрами: крутизна границ вiдрiзання k>0,9, середне пропускання Тсер>80 %, максимальне пропускання Tmax>90 %, що робить ix перспективними

для практичного використання. Оптимальш умови для виготовлення меxанiчно- та крюстшких фiльтрiв забезпечуються використанням досконалих базових кристалiв-пiдкладок, iонним очищенням ix поверxнi, напиленням покриттiв з пдабраних матерiалiв плiвок Ge-SiO та Te-SrF2.

Зменшення густини дефектiв, як впливають на параметри фiльтрiв, було отримано у кристалах In4(Se3)1-xTe3x з напрямком росту [010], який е опти-мальним для виготовлення оптичних шдкладок. На кристалах CdSb з густиною дислокацш Nd<104 см-2 отримаш штерференцшно-абсорбцшш фiльтри, якi витримують термоциклювання в iнтервалi температур 77-398 К.

Лиература

1. Thelen, A. Design of Optical Interference Coatings [Text] / A. Thelen. - New York:McGraw-Hill, 1989. - 255 p.

2. Беляева, А. И. Криогенные многослойные покрытия [Текст] / А. И. Беляева, В. А. Сиренко. - К.: Наукова думка, 1991. - 276 с.

3. Xingfu, L. Anisotropic optical and thermoelectric properties of In4Se3 and In4Te3 [Text] / L. Xingfu, X. Bin, Y. Gongqi, L. Xue, Y. Lin // Journal of applied physics. - 2013. - Vol. 113, Issue 20. - P. 203502. doi: 10.1063/1.4807312

4. Losovyj, Ya. B. The anisotropic band structure of layered In4Se3 (001) [Text] / Ya. B. Losovyj, L. Makinistian, E. A. Albanesi,

A. G. Petukhov, Jing Liu, P. Galiy, O. R. Dveriy, P. A. Dowben // Journal of applied physics. - 2008. - Vol. 104, Issue 8. - P. 0837131-083713-7. doi: 10.1063/1.3000453

5. Лазарев, В. Б. Полупроводниковые соединения группы AIIBV [Текст] / В. Б. Лазарев, В. Я. Шевченко, Я. Х. Гринберг,

B. В. Соболев. - М.: Наука, 1978. - 256 с.

6. Грицюк, Б. Н. Твердый раствор In^Se^^Te^ - материал для абсорбционных оптических фильтров [Текст] / Б. Н. Грицюк, Т. С. Мошкова, А. Д. Огородник, И. М. Раренко, Т. А. Волянская // Журнал прикладной спектроскопии. -1999. - Т. 66, № 4. - С. 577-579.

7. Dremluzhenko, S. G. Interference IR-filters on the CdSb monocrystal substrates [Text] / S. G. Dremluzhenko, L. I. Konopaltseva, S. M. Kulikovskaya, Yu. P. Stetsko, V. N. Strebezhev, A. I. Rarenko, S. E. Ostapov // Proc.of SPIE. - 1999. - Vol. 3890. - P. 104-110.

8. Makinistian, L. Ab initio calculations and ellipsometry measurements of the optical properties of the layered semiconductor In4Se3 [Text] / L. Makinistian, E. A. Albanesi, N. V. Gonzalez Lemus, A. G. Petukhov, D. Schmidt, E. Schubert, Ya. B. Losovyj, P. Galiy, P. A. Dowben // Physical Review B. - 2010. - Vol. 81, Issue 7. - P. 075217-1-075217-8-075217-8. doi: 10.1103/physrevb.81.075217

9. Benramdane, N. Structural and optical properties of In4Se3 thin films obtained by flash evaporation [Text] / N. Benramdane, R. H. Misho // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 1995. - Vol. 37, Issue 3-4. - P. 367-377. doi: 10.1016/0927-0248(95)00031-3

10. Melnychuk, T. A. Laser synthesis of thin films and layers of In4Se3, In4Te3 and modification of their structure [Text] / T. A. Melnychuk, V. N. Strebegev, G. I. Vorobets // Applied Surface Science. - 2007. - Vol. 254, Issue 4. - P. 1002-1005. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.09.054

11. Гертович, Т. С. Электрические и оптические свойства твердых растворов In^Se^^Te^ (0,60<x<1,00) [Текст] / Т. С. Гертович, С. И. Гринева, А. Д. Огородник, О. Т. Столярчук, К. Д. Товстюк, Е. С. Шарлай // Украинский физический журнал. - 1985. - Т. 30, № 4. - С. 624-628.

12. Мошкова, Т. С. Вплив легування на оптичш та фотоелектричш властивост монокристашв In4(Se3)1-xTe3x [Текст] / Т. С. Мошкова, Т. А. Мельничук, А. Д. Огородник, В. М. Стребежев // Украинский физический журнал. - 2005. - Т. 50, № 12. - С. 1254-1258.

13. Балицкий, А. А. Особенности топологии поверхности слоистых кристаллов In4Se3 [Текст] // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2006. - № 2 (62). - С. 63-64.

14. Обедзинський, Ю. К. Фоточутлив1 гетероструктури i фшьтри шфрачервоного д1апазону на монокристалах CdSb, In4Se3 [Текст] / Ю. К. Обедзинський, Б. М. Грицюк, В. В. Стребежев, В. М. Стребежев, I. М. Юршчук // Схщно-бвропейський журнал передових технологш. - 2012. - Т. 6, № 12(60). - С. 44-46. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/eejet/article/ view/6029/5408

15. Стребежев, В. В. Властивост оптичних i фотоелектричних елемен^в на основ! In4Se3, In^Se^^Te^ [Текст] / В. В. Стребежев, В. М. Стребежев, С. В. №чий, I. М. Юршчук // Схщно-бвропейський журнал передових технологш. - 2013. -Т. 6, № 12 (66), ч. 2 . - С. 113-116. - Режим доступу: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/19736/17584

16. Гарамус, В. М. Исследование структуры дефектов в кристалах In4Se3 методом малоуглового рассеяния нейтронов [Текст] / В. М. Гарамус, Я. П. Пилат, В. П. Савчин, А. Х. Исламов // Физика твердого тела. - 1998. -Т. 40, № 2. - С. 248-250.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.