Features of the origin and propagation of a shock wave in semiconductors during nanosecond laser irradiation

С. Левицький; Ц. Цао; О. Бірюков

doi:10.15330/pcss.26.1.43-48

Автор(и)

С. Левицький Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, Україна
Ц. Цао Фізико-техніний інститут Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, Україна
О. Бірюков Київський інститут Національної гвардії України, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.1.43-48

Ключові слова:

CdTe, In/CdTe, імпульсне лазерне опромінення, ударна хвиля, легування

Анотація

В даній роботі розглянуто механізми масопереносу в системи In/CdTe при наносекундному імпульсному лазерному опроміненні, які обумовлена нестаціонарністю, нерівноважністю, фізичною та геометричною нелінійністю, високою швидкістю і одночасністю протікання різних фізичних процесів; зокрема це зміна агрегатного стану твердого тіла, генерація пружних та ударних хвиль, значних градієнтів температур і напруг, дефектоутворення, дифузія та ін. Встановлено домінуючі механізми та закономірності масопереносу індію в CdTe при наносекундному лазерному опроміненні структури In-CdTe з урахуванням факторів виникнення та поширення ударної хвилі, температури та тиску.

Посилання

Alan Owens and Anthony Peacock. Compound semiconductor radiation detectors, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 531, 18 (2004); https://doi.org/10.1016/j.nima.2004.05.071.

V.A. Gnatyuk, T. Aoki and Y. Hatanaka, Laser-induced shock wave stimulated doping of CdTe crystals, Appl. Phys. Letters, 2(24), 242111-1 (2006); https://doi.org/10.1063/1.2213511.

V.A. Gnatyuk, T. Aoki, O.I. Vlasenko, S.N. Levytskyi, B.K. Dauletmuratov and C.P. Lambropoulos. Modification of the surface state and doping of CdTe and CdZnTe crystals by pulsed laser irradiation, Applied Surface Science, 225(24), 9813 (2009); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.04.096.

V.P. Veleschuk, A.I. Vlasenko, E.I. Gatskevich, V.A. Gnatyuk, G.D. Ivlev, S.N. Levytskyi, Тoru Aoki. Doping of Cadmium Telluride by Indium at Nanosecond Laser Irradiation of In/CdTe Structure. Journal of Materials Science and Engineering B, 2 (4), 230 (2012).

V.A. Gnatyuk, T. Aoki, M. Niraula and Y. Hatanaka. Influence of laser irradiation and laser-induced In doping on the photoluminescence of CdTe crystals, Semicond. Sci. Technol., 18, 560 (2003); https://doi.org/10.1088/0268-1242/18/6/329.

A. Baidulaeva, V.P. Veleshchuk, O.I. Vlasenko, V.A. Hnatyuk, B.K. Dauletmuratov, S.M. Levytskyi, T. Aoki. Mechanisms of indium mass transfer in CdTe under the action of nanosecond laser pulses, Ukrainian Physical Journal, 55 (2), 171 (2011).

P.O. Gentsar, O.I. Vlasenko, S.M. Levytskyi V.A. Gnatyuk, Laser-stimulated increase reflectivity of semiconductors, Physics and Chemistry of Solid State, Vol. 15, No 4 (2014) 856-861.

Robert Triboulet and Paul Siffert. CdTe and related compounds; physics, defects, hetero- and nano-structures, crystal growth, surfaces and applications. Elsevier Ltd., 417 (2010); https://doi.org/10.1016/C2009-0-17817-0.

Otfried Madelung. Semiconductors: Data Handbook. Springer. 3rd ed., XIV, 691 (2004).

A. Medvid’, A. Mychko, V. Gnatyuk, S. Levytskyi, Yu. Naseka, Mechanism of nano-cone formation on Cd0.9Zn0.1Te crystal by laser radiation, Optical Materials, 32(8), 836 (2010); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2010.03.006.

S.P. Zhvavy, G.L. Zykov, Numerical modelling of the dynamics of phase transitions in CdTe initiated by nanosecond excimer laser radiation. FTP, 40(6), 652 (2006).

V.P. Veleschuk, V.A. Gnatyuk, T. Aoki, Z.K. Vlasenko, S.M. Levytskyi, A.V. Shefer, A.G. Kuzmich, K.V. Dubyk, V.V. Kuryliuk, M.V. Isaiev, Melting threshold and thermal conductivity of CdTe under pulsed laser irradiation, in: A.R. Varkonyi-Koczy (eds) Engineering for Sustainable Future. INTER-ACADEMIA 2019. Lecture Notes in Networks and Systems, 101, 101 (2020); https://doi.org/10.1007/978-3-030-36841-8_10.

R. Meyer, M.R. Kruer, F.J. Bartoli. Optical heating in semiconductors: Laser damage in Ge, Si, InSb, and GaAs, J.Appl.Phys., 51(10), 5513 (1980); https://doi.org/10.1063/1.327469.