Спектрально-кинетические закономерности оптически и термостимулированной люминесценции в облученных структурах нитрида алюминия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Спиридонов, Дмитрий Михайлович

• Спиридонов, Дмитрий Михайлович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Спиридонов, Дмитрий Михайлович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1 ОПТИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА

РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУР НИТРИДА АЛЮМИНИЯ (литературный обзор)

1.1 Точечные дефекты в кристаллах нитрида алюминия

1.1.1 Параметры кристаллической решетки A1N

1.1.2 Возможные типы дефектов структуры

1.1.2.1 Собственные дефекты в кристаллах A1N

1.1.2.2 Примесные дефекты

1.2 Виды структур на основе AIN

1.3 Характеристика нитрида алюминия

1.4 Оптические свойства A1N

1.4.1 Параметры оптического поглощения

1.4.2 Люминесценция в различных структурах на основе A1N

1.5 Постановка задач исследования

Глава 2 ОБРАЗЦЫ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Анализ типа химической связи в соединении

2.1.2 Объемные монокристаллы A1N

2.1.1 Порошок A1N

2.1.2 Анализ структуры исследуемых образцов

2.2 Оборудование

2.2.1 Измерительный комплекс для исследования термо-, фото-и оптически стимулированных процессов в твердых телах

2.2.2 Спектрофотометр Lambda 35

2.2.3 Катодолюминесцентный анализатор КЛАВИ

2.2.4 Люминесцентный спектрометр LS 55

2.2.5 Измеритель лазерной энергии и мощности OPHIR VEGA

2.3 Используемые экспериментальные методики

2.3.1 Исследование оптического поглощения

2.3.2 Измерение спектров катодолюминесценции

2.3.3 Получение спектров фотолюминесценции

2.3.4 Измерение чувствительности образцов к излучению

2.3.4.1 Влияние УФ- и Р-облучения на ТЛ в монокристаллах A1N

2.3.4.2 Измерение ОС Л в Р-облученных монокристаллах A1N

2.3.5 Оценка воспроизводимости результатов измерений

2.3.6 Измерение спектрально-температурных зависимостей люминесценции

2.3.7 Исследование дозиметрических свойств структур A1N

2.3.7.1 Зависимость ТЛ в монокристаллах A1N от дозы Р-облучения

2.3.7.2 Параметры ОСЛ и ТЛ в облученных микропорошках A1N

2.3.8 Оценка параметров послесвечения

2.4 Расчетные методы анализа

2.4.1 Фото- и катодолюминесценция

2.4.2 Термолюминесценция

2.4.3 Оптически стимулированная люминесценция

2.4.4 Послесвечение

2.4.5 Компенсационный эффект

2.5 Комплекс проведенных измерений

2.6 Выводы

Глава 3 ОПТИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА

СТРУКТУР A1N В ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ

3.1 Особенности оптического поглощения

3.1 Анализ спектров катодолюминесцепции

3.2 Особенности фотолюминесценции

3.2.1 Анализ спектров свечения

3.2.2 Анализ спектров возбуждения

3.1 Идентификация центров свечения

3.2 Выводы

Глава 4 ПРОЦЕССЫ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ОБЛУЧЕННОМ НИТРИДЕ АЛЮМИНИЯ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ И ОПТИЧЕСКОЙ СТИМУЛЯЦИИ

4.1 Оценка параметров послесвечения

4.2 Особенности люминесценции в облученных монокристаллах

4.2.1 Анализ кривых ТЛ

4.2.2 Анализ кривых ОС Л после воздействия (3-излучением

4.3 Спектрально-температурные зависимости УФ-облученных

объемных монокристаллов A1N

4.3.1 Анализ спектрального состава ТЛ

4.3.2 Особенности кинетики процессов ТЛ

4.3.3 Зонная диаграмма процессов ТЛ

4.4 Сравнение спектров люминесценции различной природы

4.5 Выводы

Глава 5 ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА AIN

5.1 Воспроизводимость параметров TJT

5.2 Дозовая зависимость для объемных монокристаллов AIN

5.2.1 ТЛ в [З-облученных образцах

5.2.2 ОСЛ в Р-облученных образцах

5.3 Дозовые зависимости ТЛ и ОСЛ для УФ-облученных порошков A1N

5.4 Фединг в различных структурах нитрида алюминия

5.4.1 Объемные монокристаллы A1N

5.4.2 Порошки A1N

5.4.3 Компенсационный эффект

5.5 Перспективы использования объемных монокристаллов A1N

5.6 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектрально-кинетические закономерности оптически и термостимулированной люминесценции в облученных структурах нитрида алюминия»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Благодаря сочетанию уникальных электрофизических и оптических характеристик структурные модификации A1N находят широкое применение в качестве различных функциональных сред современной микро-, пано- и оптоэлектроники. Относясь к классу широкозонных материалов, нитрид алюминия с вюрцитной кристаллической решеткой обладает запрещенной зоной 6.2 эВ. Данный факт делает его объектом интенсивных исследований в качестве легированной твердотельной матрицы для высокочувствительных детекторов и эффективных эмиттеров когерентного и некогерентного фотонного излучения ультрафиолетового диапазона. При этом разнообразие точечных нарушений анионного и катионного типов в структурах A1N, многообразие механизмов собственного и примесного де-фектообразовании, неоднозначность идентификации природы оптически активных центров являются серьезным вызовом для исследователей, специализирующихся в решении фундаментальных задач физики конденсированного состояния.

В последние годы актуальной областью применения материалов на основе нитрида алюминия стала твердотельная дозиметрия. В частности, в работах [1] показано, что при воздействии УФ-, бета- и гамма-излучения керамика A1N-Y203 демонстрирует характеристики, которые не уступают, а в ряде случаев превосходят показатели хорошо известных термолюминесцентных дозиметрических материалов - LiF:Mg,Ti; LiF:Mg,Cu,P и а-АЬОз. В настоящее время люминесцентные свойства изучены для A1N в различных структурных состояниях (керамика, пленки, микрокристаллы, порошок, наноструктуры) и при воздействии различными видами корпускулярного и фотонного излучений. В то же время объемные монокристаллы A1N начали синтезировать сравнительно недавно [2, 3]. На сегодня некоторые свойства таких систем, включая особенности электронного строения и природу основных точечных дефектов, были исследованы различными теоретическими [4, 5] и экспериментальными методами [6]. В этой связи важным представляется анализ фундаментальных закономерностей люминесцентного от-

клика нитридиых структур на радиационное воздействие с точки зрения рассмотрения монокристаллов A1N в качестве реальных твердотельных моделей.

Учитывая известные результаты исследований оптических свойств широкого спектра материалов на основе нитрида алюминия различной размерности и примесного состава, можно сформулировать ряд вопросов, которые остаются нерешенными: недостаточно изучены спекфально-кинетические закономерности процессов оптически и термостимулированной люминесценции (ОСИ и TJI, соответственно), необходимые для понимания, формулирования и решения фундаментальных задач твердотельной дозиметрии; окончательно не идентифицированы типы оптически активных центров, которые формируют люминесцентный отклик на воздействие ионизирующих излучений, включая стадии запасания и высвобождения энергии; необходима формулировка обоснованных зонных моделей для качественного и количественного описания механизмов поведения метастабиль-ных уровней захвата и рекомбинации носителей заряда в процессах оптически и термостимулированного свечения. Изучение указанных проблем является актуальной задачей физики конденсированного состояния, поскольку позволит расширить имеющиеся представления о роли дефектов кристаллической решетки в формировании оптических и люминесцентных свойств облученных нитридных материалов. Полученные данные будут полезны также с точки зрения практического использования, так как предоставят основу для направленной разработки новых TJI детекторов ионизирующих излучений с улучшенными показателями. С учетом состояния научных исследований в области радиационно-стимулированных процессов в A1N была сформулирована цель и задачи настоящей диссертационной работы.

Цель и задачи исследования

Целью работы является анализ спектрально-кинетических характеристик радиационно-стимулированного поведения и количественная оценка энергетических параметров оптически активных дефектных центров в облученных объемных монокристаллах и микродисперсных порошках A1N.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1 Исследовать оптические и люминесцентные свойства иеоблученных объемных монокристаллов и микродисперсных порошков A1N;

2 Проанализировать особенности кинетики TJI и ОСИ процессов в нитриде алюминия после воздействия фотонным (УФ-) и корпускулярным ((3-) излучением;

3 Установить природу центров свечения, ответственных за люминесценцию в исходных и облученных структурах A1N при оптической и термической стимуляции;

4 Проанализировать дозовые зависимости TJI и OCJ1 параметров для объемных монокристаллов и микропорошков A1N, сделать практические рекомендации для возможных дозиметрических применений.

Научная новизна

1 Впервые для монокристаллов A1N, подвергнутых воздействию УФ- и Р-излучения, получены количественные данные о параметрах кинетики TJ1 и OCJ1 процессов и энергии активации центров захвата носителей заряда.

2 Показано, что активными люминесцирующими центрами в облученных специально нелегированных объемных монокристаллах нитрида алюминия при протекании процессов оптически и термостимулированного свечения являются технологические кислородные примеси и образующиеся на их основе комплексы с участием катионных и анионных вакансий. Предложена зонная диаграмма, описывающая особенности наблюдаемой TJ1.

3 Впервые на основе анализа компонент затухания оптически стимулированной люминесценции выполнена оценка сечений фотоионизации кислород-связанных центров в структурах нитрида алюминия.

4 Впервые для объемных монокристаллов и микродисперсных порошков A1N установлены количественные характеристики дозовых зависимостей TJ1 и ОСЛ параметров после воздействия Р- и УФ-излучением.

Защищаемые положении

1 В результате [3-облучения в объемных монокристаллах A1N при комнатной температуре возникает интенсивное послесвечение с максимумом 3.4 эВ, кинетические особенности которого характеризуются процессами термостимулиро-ванного опустошения двух типов ловушек носителей заряда.

2 Кинетика оптически стимулированной люминесценции при комнатной температуре в (3-облученных монокристаллах A1N определяется суперпозицией процессов экспоненциального затухания с участием двух активных центров, для которых были выполнены количественные оценки соответствующих сечений фотоионизации.

3 Механизм термолюминесценции в УФ-облученных объемных монокристаллах A1N обусловлен процессами излучательного возврата ионизированных комплексов (VAi-On)~ в исходное состояние (VAi-On)2~ при термическом опустошении ловушек, образованных азотными вакансиями Vn.

4 Дозовые зависимости интенсивности и светосуммы TJ1 в полосе свечения 3.4 эВ монокристаллов A1N при р-облучении изменяются линейно в диапазоне 10"5 — 4 Гр.

Практическая значимость работы

1 Продемонстрирована возможность определения поглощенной дозы Р-излучения в твердотельном термолюминесцентном детекторе на основе монокристалла нитрида алюминия. По результатам проведенных исследований зарегистрированы 2 патента РФ на изобретение.

2 Предложен способ использования ОСЛ-сигнала для корректной оценки поглощенной дозы ультрафиолетового или Р-излучения в детекторе на основе монокристалла A1N с учетом возникающего при облучении послесвечения. По результатам проведенных исследований зарегистрирован 1 патент РФ на изобретение.

3 Проведено сравнение характеристик объемных монокристаллов A1N с техническими параметрами коммерческих ТЛ-детекторов. Показано, что матери-

ал не уступает аналогам за счет своих физических и химических свойств, высокой чувствительности к различным видам ионизирующего излучения и линейности дозовых характеристик в широком диапазоне рабочих доз. Высокий суточный фединг 75 %) ограничивает применение A1N для задач персональной дозиметрии в качестве накопительных детекторных элементов.

Личный вклад автора. Модернизация измерительного комплекса для изучения процессов стимулированной люминесценции в твердых телах осуществлена совместно с доцентом кафедры «Физические методы и приборы контроля качества» ФТИ УрФУ, к.ф.-м.н. Вохминцевым A.C. Аттестация образцов методами Рамановской спектроскопии выполнена старшим научным сотрудником центра коллективного пользования «Состав вещества» Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН, к.т.н. Вовкотруб Э.Г. Рентгепоструктурный анализ проведен доцентом кафедры «Теоретическая физика и прикладная математика» ФТИ УрФУ, к.ф.-м.н. Чукиным A.B. Исследования микродисперсного порошка A1N методом растровой электронной микроскопии выполнены совместно с доцентом кафедры «Термообработка и физика металлов» ИММт УрФУ, к.т.н. Карабанало-вым М.С.

Определение цели и задач диссертационной работы, обоснование природы центров наблюдаемого свечения, формулировка выводов и защищаемых положений выполнены совместно с научным руководителем. Автором проведены измерения оптического поглощения, катодо-, фото-, термо- и оптически стимулированной люминесценции, для которых выполнены обработка и анализ результатов эксперимента, расчет кинетических параметров и интерпретация полученных данных.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены и обсуждены на следующих конференциях: XIV международная конференция по люминесценции и лазерной физике (Иркутск, 2014); ХШ международная конференция по люминесценции и лазерной физике (Иркутск, 2012); 5-ая школа «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и наноиндустрии» (Черноголовка,

2012); Vill международная конференция «Ядерная и радиационная физика» (Ал-маты, Казахстан, 2011); 11-ая, 12-ая, 13-ая и 14-ая Всероссийская молодежная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества (Екатеринбург, 2010 - 2013); 8-ая Всероссийская конференция «Нитриды галлия, индия и алюминия - структуры и приборы» (Санкт-Петербург, 2011); 22nd European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides (Germany, Garmisch-Partenkirchen, 2011); 111 Международный форум по нанотехнологиям Rusnanotech (Москва, 2010); II Международная научная конференция Наноструктурные материалы - 2010: Беларусь-Россия-Украина (Киев, 2010); 16-ая и 17-ая Всероссийская научная конференция студентов физиков (Екатеринбург, 2009 и 2011).

Работа выполнена на кафедре «Физические методы и приборы контроля качества» ФТИ УрФУ при поддержке 2 грантов Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы и 3 молодежных грантов Программы развития УрФУ «Проведение научных исследований аспирантами и магистрантами».

Публикации. Результаты исследований изложены в 6 статьях в рецензируемых журналах согласно перечням ВАК разных лет, 3 статьях сборников трудов международной конференции, 15 тезисах докладов международных и российских конференций и в 3 патентах РФ.

Глава 1 ОПТИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУР НИТРИДА АЛЮМИНИЯ (литературный обзор)

1.1 Точечные дефекты в кристаллах нитрида алюминия 1.1.1 Параметры кристаллической решетки A1N

Нитрид алюминия принадлежит к группе Ш-нитридов и имеет несколько модификаций кристаллической решетки: вюрцит и сфалерит («цинковая обманка»). При этом энергетически более выгодной является вюрцитная структура [7]. Она имеет гексагональную кристаллическую решетку, для которой энергия одной связи составляет 2.88 эВ (63.5 ккал/моль). Структура представляет собой две взаимопроникающие друг в друга гексагональные плотноупакованные подрешетки, состоящие из атомов одного типа (Рисунок 1.1). Каждая из подрешеток включает в себя четыре атома на одну элементарную ячейку, и каждый атом одного типа окружен 4 атомами второго типа.

Рисунок 1.1- Вюрцитная структура A1N

Молярная масса вюрцитных кристаллов - 20.495 гр/моль. Величина параметра решетки а может варьироваться в диапазоне 3.060-3.113 А, а значение параметра с = 4.910-4.982 А (Таблица 1.1). Исходя из этого, их соотношение находится в области с/а = 1.600-1.605, что несколько отличается от расчетных [8]. Подобное отклонение рассмотренных параметров зависит от стабильности кристалла и степени его ионности [7].

Таблица 1.1 - Параметры кристаллической решетки нитрида алюминия

Образец a, Â c, Â c/a Литературный источник

Объемный монокристалл 3.1106 4.9795 1.601 [9]

Порошок 3.1130 4.9816 1.600 [10]

Эпитаксиальный слой на подложке SiC 3.1100 4.9800 1.601 [И]

Pseudopotential local density approximation 3.0600 4.9100 1.605 [12]

Full-potential linear muffin-tin orbital local density approximation (FP-LMTO LDA) 3.0840 4.9480 1.604 [13]

1.1.2 Возможные типы дефектов структуры

По данным литературного анализа [14], в вюрцитных кристаллах нитрида алюминия могут присутствовать точечные дефекты как собственной, так и примесной природы.

1.1.2.1 Собственные дефекты в кристаллах AIN

На Рисунке 1.2 представлены энергетические уровни собственных точечных дефектов A1N, полученные согласно функции Грина [15]. Весь расчет проводился для кристаллической фазы типа «сфалерит». При этом авторы работы предполагают, что в случае вюрцитных кристаллов отличие параметров энергетических уровней дефектов будет минимальным.

ШЛЖКАУ

100996-

•00000

® 4: >

О 3

сс

ш

ш ^

1

О

4MMH66Ô

аоовов-

VA, V,

N

Al

N

Nai A!,, Ali2 Nn Ni2

Рисунок 1.2 - Расчетные энергетические уровни собственных точечных дефектов A1N [15] (горизонтальные линии - уровни дефектов; «незаполненные кружки» - количество электронов, которые может захватить уровень; «заполненные кружки» - количество заполненных электронных состояний)

В кристаллической решетке нитрида алюминия могут присутствовать следующие типы собственных дефектов:

- вакансии азота VN и алюминия VAi;

- междуузельные азотН и алюминий Ali;

- азот в подрешетке алюминия NÄi;

- алюминий в подрешетке азота А In.

На представленной диаграмме показано, что захват электронов могут осуществлять только р-уровни рассматриваемых точечных дефектов. Видно, что положение электронных состояний внутри запрещенной зоны материала зависит от их заполненности. Например, уровни дефектов типа «вакансия алюминия VAi» могут находиться от 0.5 до 2.0 эВ от верхнего края валентной зоны, а для алюминия, находящегося в подрешетке азота A1n, диапазон энергий составляет 2.0-4.0 эВ. Следует отметить, что для дефектов типа «вакансия азота Vn» характерны почти незаполненные р-уровни, находящиеся вблизи зоны проводимости на расстоянии ~ 0.5 эВ.

Исходя из вышесказанного, в рамках исследования процессов люминесценции в различных структурах нитрида алюминия в зависимости от заполненности электронных состояний в качестве донорных или акцепторных уровней могут служить вакансии алюминия VAi и алюминий в подрешетке азота A1n- При этом дефекты типа «вакансия азота Vn» за счет своей близости к валентной зоне с высокой вероятностью могут быть одним из центров захвата носителей заряда.

Дальнейший анализ показал, что собственные дефекты типа Vn или Vai могут присутствовать в структуре только за счет компенсирования другими дефектами кристаллической решетки, связанными с различными примесями [15, 16].

1.1.2.2Прнмесные дефекты

Примеси в кристаллической структуре нитрида алюминия могут быть весьма различными [15]. Это могут быть атомы цинка, занявшие место как азота Ziin, так и алюминия ZnA| (энергетические уровни дефектов расположены от валентной

зоны на расстоянии Е = 2.5-5.1 эВ и 0.1-0.6 эВ, соответственно). Также в качестве примеси могут выступать атомы магния MgA|. заменившие алюминий в решетке (Е = 0.1-0.8 эВ), атомы кадмия CdAi (Е = 2.1-2.8 эВ) или атомы хрома СтЛ|.

Согласно литературным данным, основной природной примесыо во всех структурах A1N является кислород On- При синтезе нитрида алюминия данный элемент, вследствие своего сродства с азотом и большей электроотрицательности, легко заменяет последний в узлах кристаллической решетки [17]. При этом концентрация атомов кислорода в совокупности с условиями выращивания оказывает большое влияние на размер и форму зерна кристаллов A1N [18], определяет диэлектрические [19], оптические свойства [20] и т.д.

Как было сказано в предыдущем разделе, наличие в кристаллической решетке нитрида алюминия собственных дефектов типа Vn или VAi должно быть компенсировано различного рода примесями. И по результатам исследований [17, 21], подобными свойствами с высокой вероятностью может обладать примесный кислород On и связанные с ним комплексы, с участием вакансий алюминия. В рамках рассмотренных особенностей структуры A1N и согласно расчету [17] энергетически более выгодными являются сложные дефекты вида «VAi-On-3N» и «VAi-20n-2N» (Рисунок 1.3). Для каждого из этих комплексов возможны два типа кристаллических решеток в зависимости от положения атомов кислорода On в них [22]. При этом дефекты вида «VAi-20n-2N» являются энергетически более стабильными.

Рассмотренные виды сложных дефектов на основе примесного кислорода On могут принимать участие в самых разных процессах люминесценции в структурах нитрида алюминия. Например, в работе [17] сделано предположение об их участии в качестве центров захвата при термической стимуляции свечения в образцах A1N. При этом показано, что за счет меньшей энергетической стабильности возбуждение дефектов вида «VAi-On-3N» будет происходить проще и быстрее.

VAI-ON-3N (I) VAI-20N-2N (I)

Vai-On-3N (II) Va1-20n-2N (II)

N

О

N

V

Al

Рисунок 1.3 - Кислород-связанные дефектные комплексы в AIN (цифрами I и II показано расположение кислорода в первой и во второй анионных координационных сферах, соответственно [22])

1.2 Виды структур на основе AIN

Современное развитие науки и техники позволяет получать те или иные структуры нитрида алюминия абсолютно различными способами, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки (см. Таблица 1.2). Так, например, химическое осаждение из газовой фазы с использованием металлорганических соединений (MOCVD) позволяет получать только лишь тонкие пленки A1N. Но при этом данный метод характеризуется высокой скоростью роста, малым количеством дислокаций в материале и возможностью массового производства [23].

Молекулярно-лучевая эпитаксия (МВЕ) - способ наращивания кристаллов A1N в сверхвысоком вакууме. С помощью данного метода можно получать тонкие пленки с высокой степенью чистоты при относительно низких температурах при полном контроле параметров роста. Недостатком подобного способа является необходимость поддержания высокого вакуума, малая скорость роста и большая плотность дислокаций в получаемом материале.

Один из способов получения объемных кристаллов A1N — эпитаксия из паровой фазы гидридов (HVPE). Преимуществом данного метода является относительно высокая скорость синтеза, недостатком же — большая плотность дислокации в материале и большая вероятность возникновения неконтролируемых процессов в газовой среде.

Метод сублимации-реконденсации (метод сублимационного роста, PVT) является наиболее перспективной на настоящий момент альтернативой предыдущему методу по получению объемных монокристаллов нитрида алюминия. За счет варьирования температуры и давления в камере синтеза происходит контроль процессов роста материала [2]. Недостатки метода компенсируются высокой скоростью синтеза, малой плотностью дисклокаций и относительно высокой чистотой конечного продукта.

Таблица 1.2 — Методы получения и виды структур па основе A1N

Структурное состояние A1N Метод получения

Керамика - методы плазма-синтеза [24, 25]

Порошки - метод электрического взрыва проволоки [26]; - нитридизация алюминия в атмосфере аммиака [27]

Пленки - метод магнетронного распыления [28, 29]; - молекулярно-лучевая эпитаксия [30]; - металлорганическая газофазная эпитаксия [31]; - термохимическая нитридизация сапфира [32];

Монокристаллы - метод сублимации-реконденсации (сублимационный «сэндвич»-метод) [33]; - методы выращивания путем прямого нагрева исходных материалов посредством воздействия микроволн [34];

Поликристаллы - метод высокочастотного распыления [35]; - методы сублимационного роста [36] - метод физического паропереноса (PVT) [20]

Наноструктуры - метод электрического взрыва проволоки [26]; - метод с переносом паровой фазы [37, 38] - методы сублимационного роста [39] - Schlenk techniques [40]

1.3 Характеристика пптриди алюминия

Как было сказано выше нитрид алюминия - широкозонный полупроводниковый материал, обладающий рядом перспективных для применения свойств (см. Таблица 1.3).

Прозрачные образцы монокристаллического A1N имеют проводимость р = 1011-1013 Омсм. При этом, по разным оценкам [7], ширина запрещенной зоны нитрида алюминия при комнатной температуре составляет ~ 6.2 эВ. Кроме того, обнаружено, что зависимость оптического поглощения от температуры имеет нелинейный характер, при 5 К энергия запрещенной зоны составляет 6.28 эВ.

Материал устойчив к очень высоким температурам в инертных атмосферах, к воздействию кислот, расплавленных металлов и водяных паров. На воздухе поверхностное окисление происходит выше 700 °С, и при комнатной температуре были обнаружены поверхностные окисленные слои толщиной 5-10 нм. Этот окисный слой защищает материал до 1370 °С. Выше этой температуры происходит объёмное окисление материала.

Нитрид алюминия устойчив в атмосферах водорода и углекислого газа до 980 °С. Материал медленно распадается в неорганических кислотах при контакте жидкости с границами зёрен, как и в случае с сильными щелочами. Кроме того, A1N подвержен слабому гидролизу в воде.

1.4 Оптические свойства AIN

Структуры на основе A1N обладают также разнообразными оптическими свойствами, возникающими за счет особенностей кристаллической структуры материала и большому многообразию возможных дефектов в ней.

1.4.1 Параметры оптического поглощения

Примеры спектров оптического поглощения, полученных для объемных монокристаллов, представлены ниже на Рисунках 1.4 и 1.5 [41, 42]. Видно, что рассматриваемые характеристики имеют сложный характер с несколькими полосами возбуждения.

Таблица 1.3 — Свойства нитрида алюминия

Параметр Значение

Молекулярная формула A1N

Молярная масса, г/моль 40.9882

Внешний вид Белый, бледно желтый, твердый

Плотность, г/см3 3.260

Температура плавления, °С -2200

Температура кипения, °С -2517

Стабильность в воде Разлагается

Ширина запрещенной зоны, эВ -6.2

Подвижность электронов, см2/(В-с) 300

Температурная проводимость (объемный кристалл), Вт/м-К -285

Коэффициент температурного расширения (линейный), х10"6-К"' а = 2.9, с = 3.4

Коэффициент преломления (п0) 1.9-2.2

Пространственная группа симметрии Côv4 - Рбзтс

Характерная теплоемкость, Дж/кг-К -740

Модуль Юнга, ГПа . 344.83

Удельное электрическое сопротивление, Ом -см - чистого - п-, р- типа 107-1013 400, 103-105

Значения приведены для нормальных условий образца (25 °С, 100 кПа)

photon wavelength [nm] 800 600 500 400 300

i M i I I » i I I I

250 230 210

! I t ! !

О

Ф

Free-standing AIM: (000.1) N-polar zone-^ {1010} prismatic zone. (0001) Al-polar zonex

Seeded bulk A1N;

{1012} faccted area (0001) vicinal area (0001) faceted area

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5,5 6.0 photon energy [eV]

Рисунок 1.4 — Спектры оптического поглощения

объемных кристаллов A1N [41]

photon wavelength [nm] 800 600 500 400 300 250 230 210

Jl +-»

Й> "о

Sfc

tt> о о

с о . -*

cl

О t*> -О fi}

1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4,5 5.0 5 5 6.0

photon energy [eV]

Рисунок 1.5 - Гауссовы компоненты в спектрах ОП

объемных кристаллов A1N [42]

Например, исследование спектров ОН (Рисунок 1.4) проводилось для различных кристаллографических направлений в объемных монокристаллах A1N. Кроме основной полосы ~6 эВ, соответствующей ширине запрещенной зоны, характеристики в образцах имеют различный характер. Авторы выделяют две основные составляющие: одна - наблюдается при энергиях 2.8 эВ, максимум другой - смещается от 3.9 до 4.4 эВ при движении по плоскостям (0001), (0001), {10J.2} и {1010}. При этом интенсивность первой полосы находится в обратной зависимости от величины «сдвига» второй.

Полученные полосы оптического поглощения связываются с теми или иными процессами, протекающими в образцах. Полосу с максимумом при 2.8 эВ авторы относят к переходам между вакансиями алюминия VЛг"л" и глубокими уровнями, находящимися примерно на 1.0 эВ выше валентной зоны и предположительно образованными кислородными DX-центрами [41]. Составляющие с максимумами 3.9 эВ и 4.4 эВ могут быть следствием переходов между теми же вакансиями алюминия или сложными дефектами вида (Vai-On)"^2" и зоной проводимости, соответственно.

Анализ, проведенный в работе [42], позволил авторам выделить в спектре оптического поглощения четыре составляющие с максимумами при энергиях 2.78, 3.59, 4.24 и 5.00 эВ, соответственно. При идентификации полученных полос в данной работе показано, что компонента с максимумом 2.8 эВ может возникать за счет переходов между вакансиями алюминия Vai и примесными атомами кислорода On, и ее интенсивность находится в сильной зависимости от концентрации обоих типов дефектов. Также следует отметить, что по результатам исследований [43] рассматриваемая полоса поглощения определяется наличием в структуре нитрида алюминия вакансий азота Vn.

Обнаружено, что полоса 3.59 эВ возникает только лишь за счет присутствия в образцах изолированных вакансий алюминия. А поглощение при энергии 5.00 эВ связывают с наличием в образцах атомов примесного кислорода On-

Следует отметить, что, согласно [44], переходные процессы с участием кис-

лород-вакансионных дефектных комплексов вызывают интенсивное поглощение в области энергий 4.0-4.55 эВ. При этом в другой работе [37] показано, что компонента 4.0 эВ также может быть связана с наличием в образцах A1N примесного углерода.

В спектрах оптического поглощения в различных структурах нитрида алюминия могут встречаться и другие компоненты: 2.0, 3.0 и 5.9 эВ. К сожалению, в настоящее время нет достаточной информации по данным полосам, вследствие чего их нельзя соотнести с определенным видом дефекта. Предположительно, компонента 5.9 эВ может являться следствием процессов, происходящих в материале при переходах между валентной зоной и зоной проводимости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Спиридонов, Дмитрий Михайлович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 L. Trinkler Luminescence properties of A1N ceramics and its potential application for solid state dosimetry [Текст] / L. Trinkler, B. Berzina // Advances in Ceramics -Characterization, Raw Materials, Processing, Properties, Degradation and Healing. Croatia: Intech. - 2011. - Ch 4. - P. 61 -82

2 E.N. Mokhov Sublimation growth of A1N bulk crystals in Та crucibles [Текст] / E.N. Mokhov [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2005. -V. 281. - P. 93-100

3 M. Bickermann Characterization of bulk A1N with low oxygen content [Текст] / M. Bickermann, B.M. Epelbaum, A. Winnacker // Journal of Crystal Growth. - 2004. -V. 269. - P. 432-442

4 T. Mattila Point-defect complexes and broadband luminescence in GaN and A1N [Текст] / Т. Mattila, R. M. Nieminen // Physical Review B. - 1997. - V. 55. - P. 9571

5 J.-M. Maki Identification of the Vai-On defect complex in A1N single crystals [Текст] / J.-M. Maki [et al.] // Physical Review B. - 2011. - V. 84. - P. 081204(1-4)

6 B.A. Солтамов Электронная структура и спиновые свойства дефектов в широкозонных полупроводниках: нитриде алюминия и карбиде кремния [Текст] / дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Солтамов Виктор Андреевич. - Санкт-Петербург, 2012.-114 с.

7 Г.В. Самсонов Нитриды / Г.В. Самсонов - Киев: Наукова Думка, 1969. - 380 с.

8 Г.В. Самсонов Неметаллические нитриды / Г.В. Самсонов. - Москва: Металлургия, 1969. — 264 с.

9 М. Tanaka Morphology and X-Ray Diffraction Peak Widths of Aluminum Nitride Single Crystals Prepared by the Sublimation Method [Текст] / M. Tanaka [et al.] // Japanese Journal of Applied Physics. - 1997. -V. 36. - P. 1062

10 H. Angerer Determination of the Al mole fraction and the band gap bowing of epitaxial AlxGai.xN films [Текст] / H. Angerer [et al.] // Applied Physics Letters. - 1997. -V. 71.-P. 1504

11 J. Domagala Strain relaxation of AlxGai-xN epitaxial layers on GaN and SiC substrates [Текст] / J. Domagala [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 1999. -V. 286 (1-2).-P. 284-288

12 К. Kim Effective masses and valence-band splittings in GaN and A1N [Текст] / К. Kim, W.R.L. Lambrecht, B. Segall // Physical Review B. - 1996. -V. 53. - P. 16310

13 A.F. Wright Consistent structural properties for A1N, GaN, and InN [Текст] / A.F. Wright, J.S. Nelson // Physical Review В. - 1995. - V. 51. - P. 7866

14 C. Stampfl Theoretical investigation of native defects, impurities, and complexes in aluminum nitride [Текст] / С. Stampfl, С.G. Van de Walle // Physical Review B. -2002.-V. 65.-P. 155212

15 I. Gorczyca Calculated defect levels in GaN and A1N and their pressure coefficients [Текст] / I. Gorczyca, A. Svane, N.E. Christensen // Solid State Communications. -1997.-V. 101.-P. 747-752

16 T.L. Tansley Point-defect energies in the nitrides of aluminum, gallium, and indium [Текст] / T.L. Tansley, RJ. Egan // Physical Review B. - 1992. - V. 45. - № 19. -P. 10942-10950

17 Q. Hu The oxygen-related defect complexes in A1N under gamma irradiation and quantum chemistry calculation [Текст] / Q. Hu [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research В.-2002.-V. 191.-P. 536-539

18 T. Sakai Effect of oxygen on sintering of A1N [Текст] / T. Sakai, M. Iwata // Journal of materials science. - 1977. - V. 12.-P. 1659-1665

19 Z.X. Bi Dielectric properties of AIN film on Si substrate [Текст] / Z.X. Bi, Y.D. Zheng, R. Zhang // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2004. -V. 15.-P. 317-320

20 M. Bickermann Growth of AIN bulk crystals on SiC seeds: Chemical analysis and crystal properties [Текст] / M. Bickermann [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2012-V. 339.-P. 13-21

21 S. Pacesova Radiative recombination at deep impurity centers in A1N:0 [Текст] / S. Pacesova, L. Jastrabik // Czechoslovak Journal of Physics B. - 1979. - V. 29. -P. 913-923

22 J. Pastrnak Luminescent properties of the oxygen impurity centers in A1N [Текст] / J. Pastrnak, S. Pacesova, L. Roskovcova // Czechoslovak Journal of Physics B. -1974.-V. 24.-P. 1149-1161

23 A. Kakanakova-Gcorgieva High-quality A1N layers grown by hot-wall MOCVD at reduced temperatures [Текст] / A. Kakanakova-Georgieva, , D. Nilsson, E. Janzen // Journal of Crystal Growth. - 2012. - V. 338 (1). - P. 52-56

24 E. Palcevskis Ceramics from fine plasma processed A1N powder, sintering and properties [Текст] / E. Palcevskis [et al.] // Latvian Journal of Physics and Technical Sciences.- 1999.-№ l.-P. 34-52

25 E. Palcevskis Ceramics from Fine Plasma-Processed A1N Powder [Текст] / E. Palcevskis [et al.] // Euro Ceramics V. Key Engineering Materials. — 1997. -V. 132-136(1).-P. 185-188

26 Y.A. Kotov Production of nanometer-sized A1N powders by the exploding wire method [Текст] / Y.A. Kotov, O.M. Samatov // Nanostructured Materials. - 1999. -V. 12 (1-4).-P. 119-122

27 Y.C. Lan Low-temperature synthesis and photoluminescence of A1N [Текст] / Y.C. Lan [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 1999. - V. 207. - P. 247-250

28 M.K. Гусейнов Получение пленок твердого раствора (SiC)i.x(AlN)x магнетрон-ным распылением составных мишеней [Текст] / М.К. Гусейнов [и др.] // Письма в ЖТФ. - 2005. - Т. 31. - В. 4. - С. 13-16

29 Z.Q. Yao Growth and photoluminescence studies of A1N thin films with different orientation degrees [Текст] / Z.Q. Yao [et al.] // Diamond and Related Materials. -2008.-V. 17.-P. 1785- 1790

30 Д.Г. Кипшидзе Молекулярно-лучевая эпитаксия сильно рассогласованной по постоянной решетке гетеросистемы A1N/Si (111) для применения в приборах поверхностных акустических волн [Текст] / Д. Г. Кипшидзе [и др.] // Физика и техника полупроводников.-1999.-Т. 33.-№ 11.-Р. 1372-1378

31 S.B. Thapa Growth and studies of Si-doped A1N layers [Текст] / S.B. Thapa [et al.]// Journal of Crystal Growth - 2008. - V. 310. - P. 4939-4941

32 Х.Ш-о. Калтаев Получение текстурированных пленок нитрида алюминия методом термохимической нитридизации сапфира [Текст] / Х.Ш-о. Калтаев [и др.] // Физика и техника полупроводников. - 2009. — Т. 43 (12).— С. 1650-1653

33 T.Yu. Chemekova Sublimation growth of 2 inch diameter bulk A1N crystals [Текст]/

T.Yu. Chemekova [et al.] // Physica Status Solidi C. -2008. - V. 5. - P. 1612-1614

34 D. Zhuang Bulk A1N crystal growth by direct heating of the source using microwaves [Текст] / D. Zhuang [et al.] //Journal of Crystal Growth. - 2004. - V. 262. - P. 168-174

35 D. Chen The influence of defects and impurities in polycrystalline A1N films on the violet and blue photoluminescence [Текст] / D. Chen [et al.] // Vacuum. - 2009. -V. 83.-P. 865-868

36 Z. Gu Sublimation growth of aluminum nitride crystals [Текст] / Z. Gu [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2006. - V. 297. - P. 105-110

37 X. Zhang Synthesis and optical characterization of single-crystalline A1N nanosheets [Текст] / Zhang, Z. Liu, S. Hark // Solid State Communications. - 2007. - V. 143. -P. 317-320

38 Y. Tang Synthesis and photoluminescent property of A1N nanobelt array [Текст] / Y. Tang [et al.] // Diamond and Related Materials. - 2007. - V. 16. - P. 537-541

39 M. Lei Large-scale A1N nanowires synthesized by direct sublimation method [Текст] / M. Lei [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. - 2009. - V. 29. -P. 195-200

40 S.X. Lu The structure and optical properties of A1N nanocrystals prepared by Schlenk techniques at atmospheric pressure and low temperature [Текст] / S.X. Lu [et al.] // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2005. - V. 66. - P. 1609-1613

41 M. Bickermann Point defect content and optical transitions in bulk aluminum nitride crystals [Текст] / M. Bickermann [et al.] // Physica Status Solidi B. - 2009. - V. 246. -№6.-P. 1181-1183

42 M. Bickermann Deep-UV transparent bulk single-crystalline A1N substrates [Текст]/ M. Bickermann [et al.] // Physica Status Solidi C. - 2010 - V. 7. - № 7-8. -P. 1743-1745

43 G.A. Slack Some effects of oxygen impurities on A1N and GaN [Текст] / G. A. Slack [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2002. - V. 246. - P. 287-298

44 P. Lu Different optical absorption edges in A1N bulk crystals grown in m- and c-orientations [Текст] / P. Lu [et al.] // Applied Physics Letters. - 2008.-V.93. - P. 131922

45 L. Trinkler Thermally and Optically Stimulated Luminescence of AIN-Y2O3 Ceramics after Ionising Irradiation [Текст] / L. Trinkler [et al.] // Radiation Protection Dosimetry. - 1999. - V. 84 ( 1 -4). - P. 207-210

46 J.H. He Aligned A1N nanorods with multi-tipped surfaces: growth, field-emission, and cathodoluminescence properties [Текст] / J.H. He [et al.] // Advanced Materials. -2006.-V. 18.-P. 650-654

47 L. Trinkler Use of aluminum nitride for UV radiation dosimetry [Текст] / L. Trinkler [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. - 2007. - V. 580. -P. 354-357

48 Q. Hu Aggregation of radiation defects in AIN ceramics under He+ ion irradiation [Текст] / Q. Hu [et al.] // Radiation Effects and Defects in Solids. - 2000. - V. 152 (3). -P. 247-253

49 S. Bcllucci Luminescence, vibrational and XANES studies of Al Nanomaterials [Текст] / Bellucci [et al.] // Radiation Measurements. - 2007. - V. 42. - P. 708-711

50 S.-M. Kang Growth of AIN crystals by a sublimation process and their optical properties [Текст] / S.-M. Kang, C.-J. Choi, J.-W. Yoon // Journal of Ceramic Processing Research. - 2009. - V. 10. - № 5. - P. 689-691

51 L. Trinkler Radiation induced recombination processes in AIN ceramics [Текст] / L. Trinkler, B. Berzina // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2001. - V. 13. -P. 8931-8938

52 B.A. Солтамов Идентификация вакансии азота в монокристалле A1N: исследования методами ЭПР и термолюминесценции [Текст] / В.А. Солтамов [и др.]//Физика твердого тела.-2011.-Т. 53 (6).-С. 1121-1125

53 V.A. Soltamov Identification of the deep-level defects in AIN single crystals: EPR and TL studies [Текст] / V.A. Soltamov [et al.] // Diamond and Related Materials. -2011.-V. 20.-P. 1085-1089

54 A. Sarua Effect of Impurities on Raman and Photoluminescence Spectra of AIN Bulk Crystals [Текст] / A. Sarua [et al.] // Materials Research Society Symposium Proceedings. — 2004. — V. 798.-P. 297

55 T. Miyajima Analysis of the local structure of AlN:Mn using X-ray absorption fine

structure measurements [Текст] / Т. Miyajima [et al.] // Physica Status Solidi C. -2006. - V. 3. - P. 1742-1745

56 A. Sato Characterization of AlN:Mn thin film phosphors prepared by metalorganic chemical vapor deposition [Текст] / A. Sato [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2007 — V. 298.-P. 379-382

57 X.-P. Hao Synthesize A1N nanocrystals in organic solvent at atmospheric pressure [Текст] / X.-P. Hao [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2002. - V. 242. - P. 229-232

58 H.W. Kim Temperature-controlled growth and photoluminescence of A1N nanowires [Текст] / H.W. Kim, M.A. Kebede, H.S. Kim // Applied Surface Science. - 2009. -V. 255.-P. 7221-7225

59 L. Trinkler Luminescence properties of A1N nanostructures revealed under UV light irradiation [Текст] / L. Trinkler [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. - 2007-V. 93.-P. 012040

60 A.Y. Polyakov Deep centers in bulk A1N and their relation to low-angle dislocation boundaries [Текст] / A.Y. Polyakov [et al.] // Physica B. - 2009. - V. 404. -P. 4939-4941

61 В.И. Фистуль Физика и химия твердого тела / В.И. Фистуль Учебник для вузов. - Москва: Металлургия, 1995. - 480 с.

62 Yu.N. Makarov Experimental and theoretical analysis of sublimation growth of A1N bulk crystals [Текст] / Yu.N. Makarov [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2008. -V. 310.-P. 881-886

63 Пат. 2312060 Российская Федерация, RU 2312060 C2. Способ получения порошка нитрида алюминия [Текст] / Ю.Д. Афонин, А.Р. Бекетов, H.JI. Черный; заявитель и патентообладатель ООО «Центр научно-технических разработок». -№ 2005102149/15; приор. 28.01.2005, опубл. 10.12.2007

64 Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов [Текст] / П.А. Коузов- JL: Химия, 1987. - 264 с.

65 В. Самсонов / Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС [Текст]. — 1964.-Вып. 29.-С. 26-29

66 А.Н. Колмогоров О логарифмически нормальном законе распределения частиц

при дроблении / А.Н. Колмогоров ДАН СССР. - 1941. - Т. 31. - № 2. - С. 1030-1039.

67 М. Bickermann Structural, Optical and Electrical Properties of Bulk A1N Crystals Grown by PVT [Текст] / M. Bickermann, B.M. Epelbaum, A. Winnacker // Materials Science Forum. -2004. - V. 457-460.-P. 1541-1544

68 M. Kazan Temperature dependence of Raman-active modes in A1N [Текст] / M. Kazan, Ch. Zgheib, E. Moussaed, P. Masri // International Journal of Refractory Metals & Hard Materials. - 2008. - V. 26. - P. 5-8

69 Y. Guojun Solid-state metasynthesis and characterization of A1N nanocrystals [Текст] / Y. Guojun, C. Guangde, L. Huiming // Diamond & Related Materials. -2006.-V. 15.-P. 1169-1174

70 Пеленсв B.E. Экспериментальный комплекс для изучения глубоких ловушек дозиметрических анион-дефектных монокристаллов а-А^Оз [Текст] / Пеленев В.Е., Кортов B.C. // Проблемы спектроскопии и спектрометрии. Межвузовский сборник. Екатеринбург. - 1999. - В. 3. - С. 92-97.

71 М.С. Бюшель Автоматизация измерительного ОСЛ-канала на основе виртуальных приборов в среде LabVIEW [Текст] / М.С. Бюшель [и др.] // Современная российская наука глазами молодых исследователей: материалы Всероссийской научно-практической конференции-форума молодых ученых и специалистов. Красноярск: Научно-инновационный центр. - 2011. - С. 125-127

72 А.С. Вохминцев Термолюминесценция в полосе 2.4 эВ облученных анионоде-фектных монокристаллов оксида алюминия [Текст] / дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Вохминцев Александр Сергеевич. - Екатеринбург, 2010. - 147 с.

73 М.Д. Аксененко Приемники оптического излучения [Текст] / М.Д. Аксененко, Бараночников М.Л. Справочник. М.: Радио и связь, 1987. 296 с.

74 ГОСТ 9411-91. Стекло оптическое цветное. Технические условия [Текст]. — Введ. 1993-01-01.-М.: Изд-во стандартов, 1992.-48 с.

75 ГОСТ Р МЭК 1066-93. Системы дозиметрические термолюминесцентные для индивидуального контроля и мониторинга окружающей среды. Общие технические требования и методы испытаний [Текст]. - Введ. 1994-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1993.-60 с.

76 A.M. Гурвич Введение в физическую химию кристаллофосфоров / A.M. Гурвич. Учебное пособие для втузов. М. «Высшая школа», 1971. 336 с.

77 R. Chen Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena / R. Chen, S.W.S. McKeever. - Singapore: World Scientific Publishing Co., 1997. p. 576

78 L. Botter-Jensen, S.W.S. McKeever, A.G. Wintle Optically Stimulated Luminescence Dosimetry / L. Botter-Jensen - Amsterdam: Elsevier, 2003. p. 354

79 E.G. Yukihara Optically stimulated luminescence: fundamentals and applications / E.G. Yukihara, S.W.S. McKeever. - Oxford: Wiley-Blackwell, 2011. p. 388

80 I. A. Weinstein The compensation effect during luminescence of anion centers in aluminum oxide [Текст] / I.A. Weinstein, V.S. Kortov, A.S. Vokhmintsev // Journal of Luminescence.-2007.- V. 342.-P. 122-123

81 W. Hoogenstraaten [Текст] / W. Hoogenstraaten // Philips Journal of Research. -1958. — V. 13.-P.515

82 C.M. Balka§ Sublimation growth and characterization of bulk aluminum nitride single crystals [Текст] / C.M. Balka§ [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 1997. -V. 179.-P. 363

83 Д.М. Спиридонов Катодолюминесценция кислород-вакансионных центров в структурах нитрида алюминия [Текст] / Д.М. Спиридонов, А.С. Вохминцев, И.А. Вайнштейн // Сборник тезисов лекций и докладов Международной молодежной конференции по люминесценции и лазерной физике «ЛЛФ-2014». Иркутск: Иркутский филиал Института лазерной физики СО РАН. - 2014. - С. 133-134

84 A.S. Vokhmintsev Photoluminescence characterization of AIN nanowhiskers [Текст]/A.S. Vokhmintsev [etal.] //Functional materials.-2014.-V.21.-№1.-P. 21-25

85 S. Schweizer Investigation of oxygen-related luminescence centres in AIN ceramics [Текст] / S. Schweizer [et al.] // Physica Status Solidi B. -2000.- V. 219.-P. 171-180

86 Q. Hu Irradiation effect on breakdown phenomenon of insulating materials [Текст] / Q. Hu [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. - 1998. — V. 141.-P. 404-410

87 S. Tanaka Thermoluminescence on polycrystalline AIN after у and electron irradiation [Текст] / S. Tanaka [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics

Research В. - 1998. - V. 141 (1 -4). - P. 547-551

88 M. Bcnabdcssclam Thermoluminescence of A1N. Influence of Synthesis Processes [Текст] / M. Benabdesselam [et al.] // Journal of Physical Chemistry. - 1995. -V. 99 (25).-P. 10319-10323

89 L. Shen Strong orange luminescence from A1N whiskers [Текст] / L. Shen, N. Wang, X. Xiao//Materials Letters.-2013.-V. 94.-P. 150-153

90 M. Toth Detection of Cr impurities in GaN by room temperature cathodolumines-cence spectroscopy [Текст] / M. Toth and M. R. Phillips // Applied Physics Letters. -1999. - V. 75.-P. 3983-3985

91 M. Ghamnia Luminescent centres F and F+ in a-alumina detected by cathodolumi-nescence technique [Текст] / M. Ghamnia et al. // Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - 2003. - V. 133. - P. 55-63

92 A.S. Vokhmintsev Параметры оптически стимулированной люминесценции в нанопорошках на основе нитрида алюминия [Текст] / A.S. Vokhmintsev [et al.] // Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. - 2011. - V. 9. — P. 365

93 A.C. Вохминцев Кинетические особенности оптически стимулированной люминесценции в порошках нитрида алюминия [Текст] / А.С. Вохминцев [и др.] // Письма в ЖТФ. - 2012. - Т. 38. - № 4. - С. 10-17

94 О. Arellano-Tanori Persistent luminescence dosimetric properties of UV-irradiated SrAbO^Eu2*, Dy3+ phosphor [Текст] / О. Arellano-Tanori [et al.] // Journal of Luminescence. - 2008. - V. 128.-P. 173-184

95 A.J.J. Bos Thermoluminescence excitation spectroscopy: A versatile technique to study persistent luminescence phosphors [Текст] / A.J.J. Bos [et al.] // Journal of Luminescence.-2011.-V. 131.-P. 1465-1471

96 S.M. Evans Electron paramagnetic resonance of a donor in aluminum nitride crystals [Текст] / S.M. Evans [et al.] // Applied Physics Letters. - 2006. - V. 88. - P. 062112

97 J. Senawiratne Raman, photoluminescence and absorption studies on high quality A1N single crystals [Текст] / J. Senawiratne [et al.] // Physica Status Solidi C. - 2005. -V. 2.-№7.-P. 2774-2778

98 M. Strassburg The growth and optical properties of large, high-quality AIN single crystals [Текст] / M. Strassburg [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2004. - V. 96. -P. 5870.

99 J.H. Harris On the nature of the oxygen-related defect in aluminum nitride [Текст]/ J.H. Harris, R.A. Youngman, R.G. Teller // Journal of Materials Research. - 1990. -V. 5,-№8.-P. 1763-1773

100 I. A. Weinstein Thermoluminescence kinetics of oxygen-related centers in AIN single crystals [Текст] /1.А. Weinstein, A.S. Vokhmintsev, D.M. Spiridonov // Diamond & Related Materials. - 2012. - V. 25. - P. 59-62

101 V.A. Soltamov Identification of the deep level defects in AIN single crystals by electron paramagnetic resonance [Текст] / V.A. Soltamov [et al.] // Journal of Applied Physics.-2010.-V. 107. -P. 113515

102 Д.М. Спиридонов Персистентиое послесвечение в Р-облученных монокристаллах нитрида алюминия [Текст] / Д.М. Спиридонов, А.С. Вохминцев, И.А. Вайн-штейн // «Ядерная и радиационная физика»: Материалы 8-ой международной конференции. Алматы: ИЯФ НЯЦРК. -2011. - С. 379-382

103 A.S. Vokhmintsev Afterglow in bulk AIN single crystals under P-irradiation [Текст] / A.S. Vokhmintsev, I.A. Weinstein, D.M. Spiridonov // Journal of Luminescence. - 2012. - V. 132. - № 8. - P. 2109-2113

104 J. Rosa Mechanism of thermoluminescence in A1N:0 [Текст] / J. Rosa, I. Tale // Czechoslovak Journal of Physics B. - 1979. - V. 29. - P. 811-824

105 Trinkler L. Aluminium nitrate ceramics: a potential UV dosemeter material [Текст] / Trinkler L., Botter-Jensen L., Berzina B. // Radiation Protection Dosimetry. -2002.-V. 100.-№ 1-4.-P. 313-316

106 I.A. Weinstein The compensation effect during luminescence of anion centers in aluminum oxide [Текст] / I.A. Weinstein, V.S. Kortov, A.S. Vohmintsev // Journal of Luminescence. - 2007. - V. 342. - P. 122-123

107 I.A. Weinstein Compensation effect in thermoluminescence ofTLD-500 [Текст] / I.A. Weinstein, A.S. Vokhmintsev, V.S. Kortov // Radiation Measurements. - 2008. -

V. 43. - P. 259-262

108 A.C. Вохминцев Влияние ростовых характеристик на OCJ1 отклик монокристаллов нитрида алюминия [Текст] / А.С. Вохминцев [и др.] // Проблемы спектроскопии и спектрометрии: межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УрФУ. - 2011. - Вып. 28. - С. 44-50

109 Д.М. Спиридонов Ростовые эффекты в катодолюминесценции объемных монокристаллов A1N [Текст] / Д.М. Спиридонов, А.С. Вохминцев, И.А. Вайнштейн // XII Всероссийская молодежная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества: тезисы докладов. Екатеринбург: ИФМ УрО РАН. -2011.-С. 88

110 А.С. Вохминцев Фотоионизация анионных центров в облученных монокристаллах A1N [Текст] / А.С. Вохминцев [и др.] // Проблемы спектроскопии и спектрометрии: межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: УрФУ. —2012 — Вып. 30.-С. 12-17

111 I. Tale Fractional glow technique spectroscopy of traps in heavily doped AIN:0 [Текст] /1. Tale, J. Rosa // Physica Status Solidi A. - 1984. - V. 86. - P. 319-326

112 T. Mattila Ab initio study of oxygen point defects in GaAs, GaN, and A1N [Текст]/ Т. Mattila, R.M. Nieminen // Physical Review B. - 1996. -V. 54. - P. 16776-16682

113 R.W. Francis High Temperature Electrical Conductivity of Aluminum Nitride [Текст] / R.W. Francis, W.L. Worrell // Journal of Electrochemical Society. — 1976. -V. 123.-P. 430-433

114 L. Trinkler UV light induced luminescence processes in A1N nanotips and ceramics [Текст] / L. Trinkler [et al.] // Physica Status Solidi C. - 2005. - V.2. - №1. - P. 334-338

115 J. Sun Photoluminescence and its time evolution of A1N thin films [Текст] / J. Sun, J. Wu [et al.] // Physics Letters A. - 2001. - V. 280. - P. 381-385

116 Y.G. Cao Blue emission and Raman scattering spectrum from A1N nanocrystalline powders [Текст] / Y.G. Cao [et al.] // Journal of Crystal Growth. - 2000. -V. 213 .-P. 198

117 H.T. Chen Formation mechanism and photoluminescence of A1N nanowhiskers [Текст] / H.T. Chen [et al.] // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2008. - V. 41. -№2.-P. 025101

118 N. Teofilov Near band-edge transitions in AIN thin films grown on different substrates [Текст] /N. Teofilov [et al.] // Diamond and Related Materials. - 2001. - V. 10. -P. 1300-1303

119V. Kortov Materials for thermoluminescent dosimetry: Current status and future trends [Текст] / V. Kortov // Radiation Measurements. - 2007. - V. 42. - P. 576-581

120 Д.М. Спиридонов Погрешность измерения параметров термолюминесцентного отклика нитрида алюминия при постоянной дозе облучения [Текст] / Д.М. Спиридонов, С.В. Луженкова, И.А. Вайнштейн // Сборник тезисов 5-ой школы «Метрология и стандартизация в нанотехнологиях и наноиндустрии». Черноголовка: Метрологический центр РОСНАНО. - 2012.

121 Д.М. Спиридонов Дозиметрические свойства монокристаллов A1N с примесью кислорода [Текст] / Д.М. Спиридонов, А.С. Вохминцев, И.А. Вайнштейн // XIII Всероссийская школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества СПФКС-13: тезисы докладов. Екатеринбург: ИФМ УрО РАН. -2012.-С. 133

122 Materials and Assemblies for Thermoluminescence Dosimetry [Электронный ресурс] / Thermo Scientific Режим доступа: http://www.thermoscientific.com/

123 Пат. 2473926 Российская Федерация, RU 2473926 С1. Устройство для определения поглощенной дозы Р-излучения в твердотельном термолюминесцентном детекторе [Текст] / Вайнштейн И.А., Вохминцев А.С., Спиридонов Д.М.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» — № 2011132177/28; приор. 29.07.2011, опубл. 27.01.2013

124 Пат. 2473925 Российская Федерация, RU 2473925 С1. Способ определения поглощенной дозы Р-излучения в твердотельном термолюминесцентном детекторе [Текст] / Вайнштейн И.А., Вохминцев А.С., Спиридонов Д.М.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» - № 2011132176/28; приор. 29.07.2011, опубл. 27.01.2013

125 A.S. Vokhmintsev Continuous wave OSL in bulk AIN single crystals [Текст] /

A.S. Vokhmintsev, I.A. Weinstein, D.M. Spiridonov // Phys. Status Solidi C. - 2013. -V. 210. - № 3 - P. 457-460

126 A.C. Вохминцев Дозовые зависимости параметров оптически стимулированной люминесценции в монокристаллах нитрида алюминия [Текст]/ А.С. Вохминцев [и др.] // Научно-технический вестник Поволжья. Казань: Научно-технический вестник Поволжья. - 2012. - № 6. - С. 20-23

127 L. Trinkler Studies of aluminium nitride ceramics for application in UV dosimetry [Текст] / L. Trinkler [et al.] // Radiation Protection Dosimetry. - 2000 - V. 92. -P. 299-306

128 Пат. 2517773 Российская Федерация, RU 2517773 CI. Способ определения поглощенной дозы ионизирующего ультрафиолетового или бета-излучения в детекторе на основе монокристалла нитрида алюминия [Текст] / Вохминцев А.С., Вайнштейн И.А., Спиридонов Д.М.; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»-№ 2012151970/28; приор. 04.12.2012, опубл. 27.05.2014

129 G. Kitis The Influence of Heating Rate on the Response and Trapping Parameters of Alpha-Al203:C [Текст] / G. Kitis [et al.] // Radiation Protection Dosimetry. - 1994 -V. 55.-P. 183-190

130 R. Chen Effects of various heating rates on glow curves [Текст] / R. Chen, S.A.A. Winner // Journal of Applied Physics. - 1970. - V. 41. - P. 5227-5232