Effect of electromagnetic radiation of spark discharge on dielectric properties of Cd1–xZnxTe crystals in the low-frequency region
DOI (Low Temperature Physics):
https://doi.org/10.1063/10.0042362Ключові слова:
Cd1–xZnxTe crystals, dielectric properties, localized states, point defect complexes, scanning photodielectric spectroscopy, spark discharge, ultra-high-frequency electromagnetic radiationАнотація
Метою роботи є дослідження впливу надзвичайно низькоінтенсивного надвисокочастотного електромагнітного випромінювання (UHF EMR), що генерується контрольованим іскровим розрядом, на низькочастотні діелектричні властивості кристалів Cd1–xZnxTe (CZT) та з’ясування ролі точкових дефектних комплексів у цьому процесі. Дослідження зосереджено на монокристалах Cd1–xZnxTe (x = 0,10–0,20), вирощених з розплаву під високим тиском інертного газу, з яких були виготовлені прямокутні зразки. Дійсна (ε′) та уявна (ε″) частини комплексної діелектричної проникності вимірювалися на частотах 1–33 кГц за допомогою ємнісного методу, а енергетичний спектр локалізованих станів (LS) визначався за допомогою скануючої фотодіелектричної спектроскопії (SPDS) до та під час впливу UHF EMR. Результати показали східчасті зміни ε′ та ε″ під час опромінення, при цьому ефекти релаксації зберігалися після опромінення. Частотна залежність 〈|Δε′|〉 та 〈|Δε″|〉 спостерігалася за ступеневим законом зменшення. SPDS виявила перебудову LS, включаючи зникнення станів у діапазоні EV + 0,20–0,40 еВ та появу нових, що вказує на реконструкцію точкових дефектних комплексів. Ці результати підтверджують, що точкові дефектні комплекси відіграють ключову роль у діелектричній реакції кристалів CZT на слабкі електромагнітні поля та повинні враховуватися при проєктуванні радіаційних детекторів та електронних пристроїв.
Посилання
Y. Voloshyn, S. Kulish, V. Oliinyk, and A. Frolov, “Study of the effects of ultra-low intensity electromagnetic fields on biological objects,” Technol. Audit Prod. Res. 6, 19 (2021). https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.244643
R. Triboulet, “Fundamentals of the CdTe and CdZnTe bulk growth,” Phys. Status Solidi C 2, 1556 (2005). https://doi.org/10.1002/pssc.200460836
O. Poluboiarov, O. Chugai, S. Oliinyk et al, “Effect of low-dose-rate ionizing radiation on the complex dielectric permittivity of CdZnTe crystals,” Lith. J. Phys. 63(1), 35–39 (2023). https://doi.org/10.3952/physics.2023.63.1.5
V. K. Komar, S. V. Sulima, O. N. Chugaj, S. L. Abashin, O. T. Nikolov, S. V. Olejnik, V. M. Puzikov, I. S. Terzin, and Yu. A. Yacina, “Influence of ultra-low doses of ionizing radiation on the electrical properties of CdZnTe crystals with abnormally high polyarizometrium,” Pis'ma Zh. Tekh. Fiz. 37, 1 (2011). https://doi.org/10.1134/S106378501107008X
O. Chugai, O. Poluboiarov, S. Oliinyk, and S. Sulima, “Scanning photodielectric spectroscopy of CdZnTe crystals," in Advances in Fabrication and Investigation of Nanomaterials for Industrial Applications (Springer, Cham, 2024), р. 111.
Y. A. Voloshyn and S. M. Kulish, “Assessment of the parameters of the spark discharge generator for compliance with sanitary standards,” Telecommun. Radio Eng. 79, 1095 (2020). https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v79.i12.70
Yu. A. Voloshin, S. N. Kulish, and V. P. Oliynik, “Generator of electromagnetic vibrations of low intensity in medicine” in National Health as Determinant of Sustainable Development of Society, Monograph, edited by N. Dubrovina and S. Filip (School of Economics and Management in Public Administration, Bratislava, 2021), p. 107. ISBN 978-80-89654-73-4.
Y. Voloshyn, S. Kulish, and V. M. Oliynyk, “Information-wave interactions of ultra-low intensity electromagnetic fields with biological systems," in 2021 IEEE International Conference on Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems COMCAS (Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 2021), р. 487.
P. Fougeres, P. Siffert, M. Hageali, J. M. Koebel, and R. Regal, “Cdte and Cd1−xZnxTe for nuclear detectors: Facts and fictions,” Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 428, 38 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0168-9002(98)01578-2
Yi. Li, G. Zha, D. Wei et al, “Effect of deep-level defects on the performance of CdZnTe photon counting detectors,” Sensors 20, 2032 (2020). https://doi.org/10.3390/s20072032
E. M. Ganapolskii, “Absorption of electromagnetic field of the millimeter-wave band in perfect dielectric crystals,” Fiz. Nizk. Temp. 26 1162 (2000) [Low Temp. Phys. 26, 862 (2000)]. https://doi.org/10.1063/1.1330604
S. Y. Y. Chung, M. Tomita, R. Yokogawa ., “Atomic mass dependency of a localized phonon mode in SiGe alloys,” AIP Adv. 11, 115225 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0071699
D. E. Onopko and A. I. Ryskin, “Physical foundations of metastable impurity center reconstruction in semiconductors,” Semiconductors 35, 1223 (2001). https://doi.org/10.1134/1.1418062
S. D. Ganichev, W. Prettl, and I. N. Yassievich, “Deep impurity-center ionization by far-infrared radiation,” Phys. Solid State 39, 1703 (1997). https://doi.org/10.1134/1.1130157
