Influence of Laser Radiation on Optical Properties of High Resistivity CdTe Crystals and Cd1 – xZnxTe Solid Solutions in the Field of the Fundamental Optical Transition E0

Abstract

У даній роботі проведено оптичні дослідження спектрів пропускання та відбивання монокристалів р-CdTe (111) та твердих розчинів Cd1 – хZnхTe (х = 0,1) в діапазоні (0,8-1,7)·10 – 6 м до та після лазерного опромінення на довжині електромагнітної хвилі λ = 355 нм в інтервалі енергій 5,8-21,0 мДж/см2. Показано збільшення відбиваючої здатності досліджуваних матеріалів при даній лазерній обробці, що пояснюється інтегральним ефектом, тобто в процесі оптичного відбивання приймає участь тонкий приповерхневий шар напівпровідникового матеріалу та об’єм матеріалу (комплексний показник заломлення приповерхневого шару відрізняється від комплексного показника заломлення об’ємного матеріалу). Отримані спектри відбивання зразків свідчать, що при опроміненні відбувається лазерно-стимульована взаємодія домішок і дефектів, що приводить до утворення нейтральних комплексів та зменшення інтенсивності процесів домішкового розсіювання. Встановлено, що основним механізмом впливу імпульсного лазерного опромінення на оптичні властивості тонких приповерхневих шарів досліджених кристалів є структурне гетерування, тобто поглинання, обумовлене наявністю ділянок напівпровідників що мають дефектну структуру і володіють здатністю активно поглинати точкові дефекти і зв’язувати домішки. В монокристалах р-CdTe (111) та твердих розчинах Cd1 – хZnхTe (х = 0,1) роль гетера виконують окисли кадмію, телуру, цинку та їх комплекси.

In this paper, the transmission and reflection spectra of р-CdTe (111) single crystals and Cd1 – хZnхTe (х = 0.1) solid solutions in the range (0.8-1.7)·10 – 6 m before and after laser irradiation at the wavelength λ = 355 nm in the energy range 5.8-21.0 mJ/cm2 are measured. It is shown that at optimal parameters of laser processing we obtain an increase in the reflectivity of the investigated materials, which in turn is explained by the integral effect, i.e. both a thin near-surface layer and the volume of material take part in the process of optical reflection (the complex refractive index of the surface layer is different from the complex refractive index of the volume material). The obtained reflection spectra of the samples indicate that during irradiation there is a laser-stimulated interaction of impurities and defects, which leads to the formation of neutral complexes and a decrease in the intensity of impurity scattering processes. Experimental studies on the effect of laser irradiation on the optical properties of these crystals, and the establishment of the main mechanisms of laser treatment (laser-induced modification) of the near-surface layer are conducted. In р-CdTe (111) single crystals and Cd1 – хZnхTe (х = 0.1) solid solutions, cadmium, tellurium, zinc and their complexes play the role of the getter.