2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................6
ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ОБРАЗЦЫ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................................16
1 Л. Выбор метода измерения внутреннего трения в
монокристаллических полупроводниках.........................16
1.2. Установка для измерения внутреннего трения................19
1.2.1. Конструкция установки для измерения внутреннего
трения................................................19
1.2.2. Структура электрической части установки для
измерения внутреннего трения..........................25
1.2.3. Анализ погрешности измерения внутреннего трения......27
1.3. Дополнительные методики, использованные в работе..........29
1.4. Подготовка образцов для измерений.........................31
Основные результаты и выводы к главе 1.............................32
ГЛАВА 2. ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ А3В5, СВЯЗАННОЕ С РЕЛАКСАЦИЕЙ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА...........................34
2.1. Исследование процессов релаксации носителей заряда в полупроводниках с глубокими центрами............................34
2.1.1. Определение параметров глубоких центров методами релаксационной спектроскопии................................34
2.1.2. Затухание звука в полупроводниках, обусловленное электронной релаксацией.....................................38
2.2. Постановка задачи исследования внутреннего трения в высокоомных полупроводниках А3В5"...............................46
2.3. Экспериментальные результаты исследования внутреннего трения
в высоокоомных полупроводниках А'В5 с глубокими центрами 47
3
2.4. Полуизолирующие полупроводники А3В5 во внешнем переменном электрическом иоле.............................65
2.5.Внутреннее зрение, связанное с глубокими центрами, в р*-р°-п-п°-структурах арсенида галлия............................72
2.6. 11абдюдение электронно-механической релаксации, обусловленной глубокими центрами, в ионно-имплантированных слоях арсенида галлия и фосфида галлия...........................76
Основные результаты и выводы к главе 2...............................79
ГЛАВА 3. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕХАНИЗМА ПОГЛОЩЕНИЯ
ЗВУКА В ВЫСОКООМНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ А3В5.............................81
3.1 Качественная физическая модель релаксационного процесса......81
3.1.1 Предварительный анализ экспериментальных результатов....81
3.1.2 Связь внутреннего трения с пьезоэлектрическим эффектом..83
3.1.3 Релаксация “встроенного” электрического поля как
механизм внутреннего трения..............................90
3.1.4. Термоэмиссия носителей заряда с глубоких центров как
контролирующая стадия релаксационного процесса...........92
3.2. Анализ параметров релаксационного процесса..................94
3.2.1. Постановка задачи......................................94
3.2.2. Связь с задачей о емкостной спектроскопии..............97
3.2.3. Полупроводник без ловушек..............................98
3.2.4. Полупроводник с ловушками.............................100
3.2.5. Обсуждение результатов................................104
Основные результаты и выводы к главе 3..............................107
ГЛАВА 4. АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ А3В5 С ГЛУБОКИМИ ЦЕНТРАМИ...........................................108
4.1. Исследование примесных состояний глубоких центров в
полупроводникахА'В5 оптическими методами.....................108
4
4.2. Воздействие оптического излучения на внутреннее трение в
полупроводниках А3В5 с глубокими центрами......................114
4.2.1 Постановка задачи........................................114
4.2.2 Методика экспериментов...................................116
4.2.3 Температурная зависимость ВТ при оптическом облучении... 117
4.2.4 Спектральная зависимость подавления ВТ в ОаАэ с глубокими примесями............................................121
4.2.5. Кинетика ВТ при оптическом облучении СаАБ<Сг>...........126
4.2.6. Кинетика ВТ при оптическом облучении ваАБ^е >...........133
4.2.7. Качественная модель акустооптического релаксационного процесса.......................................................139
Основные результаты и выводы к главе 4.................................144
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ В АРСЕНИДЕ ГАЛЛИЯ И АРСЕНИДЕ ИНДИЯ, СВЯЗАННОЕ С ДЕФЕКТАМИ.........................146
5.1. Структура и термическая устойчивость дефектов в монокристаллических полупроводниках...............................146
5.2. Воздействие термического отжига на параметры глубоких
центров в полуизолирующем арсениде галлия......................152
5.2.1. Постановка задачи.......................................152
5.2.2. Образцы и методика исследования.........................153
5.2.3. Экспериментальные результаты исследования термического отжига полуизолирующего ваЛБ с глубокими центрами 154
5.2.4. Обсуждение результатов термического отжига полуизолирующего баАя с глубокими центрами.....................161
5.3.Внутреннее трение ОэАб и 1пАб, подвергнутых лазерной обработке.........................................................163
5.3.1.Постановка задачи........................................163
5.3.2. Методика экспериментов..................................163
5
5.3.3. Экспериментальные результаты исследования внутреннего трения в GaAs и InAs, подвергнутых лазерной обработке 164
5.3.4. Физическая модель дефектов лазерной обработки и их термического отжига.......................................169
5.3.5. Отжиг дефектов лазерной обработки в арсениде галлия импульсным некогерентным излучением.......................177
Основные результаты и выводы к главе 5...........................180
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................182
ЛИТЕРАТУРА.......................................................187
6
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Одной из основных проблем при использовании полупроводниковых соединений, в частности соединений группы Л3В5, является проблема влияния собственных структурных дефектов и примесей на электрические, оптические, акустооптические и другие свойства монокристаллов. Важность этой проблемы объясняется тем, что структурные дефекты наряду с примесями даже в относительно небольших количествах - на уровне технологических остаточных концентраций оказывают существенное влияние на характеристики полупроводниковых материалов. В то же время полупроводниковые монокристаллы группы А3В5 в силу особенностей строения и технологии получения отличаются большим уровнем дефектности и большим разнообразием типов дефектов реальных кристаллов по сравнению с традиционным материалом микроэлектроники - кремнием. Это вызывает практическую потребность в изучении свойств собственных и примесных структурных дефектов в упомянутых соединениях различными экспериментальными методами.
Проблема влияния глубоких примесных центров на физических свойства монокристаллов полупроводниковых соединений типа А3В5 актуальна по ряду обстоятельств. Во-первых - в связи ограниченным объемом сведений о структуре создаваемых этими примесными центрами локальных энергетических уровней, определяющих электрические, оптические, акустооптические и другие свойства этого класса соединений. Мало изученной является проблема влияния собственных структурных дефектов, обусловленных нарушением стехиометрии соединения, на свойства полуизолирующих полупроводников А3В5, получаемых контролируемым введением примесей металлов переходной группы. Во-вторых - в этих бинарных полупроводниковых соединениях, обладающих пьезоэлектрическими свойствами, могут возникать эффекты аку-
7
стического поглощения, связанные с релаксационным перераспределением носителей заряда в пьезоэлектрическом поле, что дает возможность исследовать механизмы взаимодействия макроскопической деформации с электронной подсистемой полупроводника а также бесконтактным акустически методом определять электрофизические характеристики дефектов, создающих локальные энергетические состояния в запрещенной зоне. В третьих - широкозонные соединения типа А3В5 обладают уникальными фотоэлектрическими свойствами. В связи с этим исследование влияния оптического излучения на акустоэлектронные релаксационные процессы является перспективным с точки зрения обнаружения новых физических эффектов, которые могут явиться основой для создания полупроводниковых приборов на новых физических принципах.
Настоящая диссертация выполнена на кафедре полупроводниковой электроники Воронежского государственного технического университета в соответствии с планом госбюджетных работ: ГБ. 96. 34 - «Исследование и моделирование физических процессов в полупроводниковых материалах и приборах» и ГБ. 2001.34 - «Изучение технологических и физических процессов в полупроводниковых структурах и приборах».
Цель работы: исследование механизмов неупругой релаксации в моно-кристаллических полупроводниках А3В5, связанных с примесными и собственными структурными дефектами, и на этой основе получение новой информации о структурных, электрофизических и оптических свойствах материала, а также разработка практических методов контроля этих свойств.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие конкретные задачи:
1. Определение физической природы и характеристик релаксационного
8
поглощения звука, связанного с пьезоэлектрическим эффектом, в полуизоли-рующих монокристаллах полупроводников А3В5 в килогерцевом диапазоне частот.
2. Разработка физической модели механизма поглощения звука носителями заряда в высокомных пьезополупроводиках.
3. Исследование взаимосвязи между параметрами акустического поглощения и электрофизическими характеристиками высокоомных полупроводников А3В5.
4. Изучение воздействия примесного и собственного оптического излучения на внутреннее трение в полупроводниках А3В5, компенсированных примесями переходных металлов. Получение модельных представлений о характере влияния оптически активируемых неравновесных носителей заряда на процессы неупругой релаксации, связанные с пьезоэффектом в полупроводниках А3В\
5. Исследование влияния термического отжига на параметры глубоких центров (ГЦ) и поверхностных структурных дефектов в арсениде галлия и ар-сениде индия, а также разработка качественной модели процесса термического отжига поверхностных дефектов.
6. Разработка бесконтактных акустических неразрушающих методов контроля электрофизических и оптических свойств полупроводников А^В5.
Научная новизна работы заключается в следующем.
1. В полуизолирующих монокристаллах полупроводников А3В5 обнаружен эффект релаксационного затухания звука, обусловленный перераспределением носителей заряда в пьезоэлектрическом поле, индуцированном деформацией кристалла при его механических колебаниях.
2.. Предложена физическая модель механизма внутреннего трения (ВТ) в высокоомных полупроводниках А'*ВЭ с глубокими примесями, устанавливаю-
9
щая связь времени акустической релаксации с тремя характерными параметрами размерности времени: временем термического выброса носителей заряда с глубоких центров в зону разрешенных энергий, временем максвелловской релаксации свободных носителей заряда и времени жизни неравновесных носителей заряда.
3. Установлен характер воздействия примесного и собственного оптического излучения на внутреннее трение в полуизолирующем арсениде галлия, легированном глубокими примесями. Оптическое облучение может вызывать как возрастание внутреннего трения в образце, так и его уменьшение. Показано, что доминирующим механизмом акустоэлектронных релаксационных потерь в исследованном интервале температур и частот акустических колебаний в условиях стационарного оптического возбуждения является максвелловская релаксация свободных носителей заряда в знакопеременном пьезоэлектрическом поле.
4. Па спектральной зависимости величины оптического подавления внутреннего трения в полуизолирующем арсениде галлия с глубокими центрами обнаружен аномально узкий пик при энергии фотонов, близкой к ширине запрещенной зоны. Происхождение этого пика объясняется наличием двух конкурирующих процессов: возрастания величины оптического подавления внутреннего трения при увеличении энергии фотонов и его уменьшения вследствие вытеснения области оптического поглощения к облучаемой поверхности образца.
5. Выявлены особенности кинетики внутреннего трения в полуизолирующем арсениде галлия при импульсном оптическом облучении образца. Обнаружен эффект медленной релаксации внутреннего трения после выключения оптического облучения. В соответствии с предложенной качественной физической моделью долговременная релаксация внутреннего трения связана с процессом термодинамического обмена носителями заряда между центрами
10
прилипания неравновесных носителей заряда, активируемых оптическим излучением, и зоной разрешенных энергий.
6 Показана принципиальная возможность определения оптических и электрофизических параметров пьезоэлектрических полупроводников бесконтактным акустооптическим методом.
7. Установлено, что термический отжиг компенсированного арсенида гая-лия при температурах выше 1070 К приводит к резкому снижению его удельного сопротивления за счет электрической активации дефектов, создающих локальные энергетические уровни акцепторной природы. Показано, что наличие определенного количества мелкой донорной примеси в исходных образцах при осуществлении компенсации глубокими центрами приводит к повышению термической стабильности полуизолирующих свойств арсенида галлия.
8. В монокристаллах арсенида галлия и арсенида индия, подвергнутых импульсной лазерной обработке, обнаружены пики внутреннего трения, связываемые с микротрещинами, возникающими на поверхности образца в области кратеров локального плавления материала. Исследован процесс термического отжига этих дефектов. Предложена качественная физическая модель процесса отжига дефектов, объясняющая этот процесс уменьшением эффективной длины кончиков микротрещин при увеличении температуры и времени отжига.
Научная и практическая ценность работы.
1. Обнаружен и исследован эффект релаксационного поглощения звука в высокоомных полупроводниках АЯВ5, связанный с пьезоэффектом. Предложена физическая модель, связывающая параметры акустического поглощения с электрофизическими характеристиками материала. Это позволило расширить представления об акустоэлектронных процессах в пьезоэлектрических полупроводниках и научно обосновать направление создания бесконтактных аку-
стических методов контроля свойств пьезополупроводников.
2. По параметрам акустоэлектронной релаксации определены величины термической энергии активации глубоких центров в ваАв, СаР, и ТпР, легированных переходными металлами. Предложены бесконтактные неразрушающие акустические способы определения концентрации свободных носителей заряда и энергии ионизации глубоких примесных центров в пьезоэлектрических полупроводниковых кристаплах.
3. Обнаружен физический эффект влияния оптического излучения на внутреннее трение в полуизолирующих полупроводниках А3В5. Исследованы спектральные характеристики акустооптического поглощения в арссниде галлия, легированном переходными металлами. Предложен акустооптический способ определения электрофизических параметров пьезоэлектрических полупроводников.
4. Исследована кинетика внутреннего трения при импульсном оптическом облучении образцов СаАэ, легированных Сг, и СаАя, легированных Ре. Обнаружен эффект долговременной релаксации внутреннего трения после отключения оптического возбуждения. Показана принципиальная возможность определения оптических и электрофизических параметров пьзополупроводников по кинетике внутреннего трения.
5. Изучена термическая стабильность полуизолирующих свойств ОаАБ с глубокими примесями. Установлено, что, снижение удельного сопротивления ваАэ при термическом отжиге происходит в результате электрической активации дефектов акцепторной природы. Показано, что наличие некоторого количества исходной донорной примеси при осуществлении компенсации глубокими центрами приводит к повышению термической стабильности компенсирующего эффекта в ваАя..
6. Методом внутреннего трения исследованы процессы отжига некогерентным импульсным излучением структурных дефектов на поверхности ар-
12
сенида галлия. Установлено, что при отжиге соединений А3В5 использование достаточно мощных световых импульсов ограничено процессом испарения летучих компонентов соединения. Предложены меры для оптимизации режимов отжига дефектов, образующихся при импульсной лазерной обработке соединений А В5.
Основные положени)1 и результаты, выносимые на защиту.
1. Экспериментальные результаты исследования внутреннего трения в высокоомных монокристаллах СаАэ, ОаР, и 1пР, легированных переходными металлами. В интервале температур 140^-600 К и килогерцевом диапазоне частот наблюдается эффект релаксационного поглощения звука, обусловленный перераспределением носителей заряда в знакопеременном пьезоэлектрическом поле, индуцированном механическими колебаниями образца. Оптическое облучение, вызывающее внутренний фотоэффект, приводит к изменению параметров релаксационного процесса, возрастанию или подавлению внутреннего трения.
2. Физическая модель механизма внутреннего трения, в соответствии с которой, время релаксации определяется доминированием одного из трех процессов, влияющих на проводимость кристалла: в равновесных термодинамических условиях - термоэмиссии носителей заряда с глубоких примесных центров; в условиях стационарного оптического возбуждения - максвелловской релаксации свободных носителей заряда; при импульсном оптическом возбуждении - рекомбинации неравновесных носителей заряда.
3. Аномально узкий пик на спектральной зависимости величины оптического подавления внутреннего трения в высокоомном арсениде галлия в области края фундаментального поглощения объясняется существованием двух конкурирующих процессов: возрастания оптического подавления внутреннего трения при увеличении энергии фотонов и его уменьшения, вследствие вытес-
13
нения области оптического поглощения к облучаемой поверхности.
4. Эффект долговременной релаксации внутреннего трения, наблюдаемый в высокоомном арсениде галлия с глубокими примесями после выключения оптического облучения, обусловлен процессом инерционной релаксации проводимости, возникающей вследствие термического опустошения центров прилипания неравновесных носителей заряда через зону разрешенных энергий.
5. Термический отжиг монокристаллического арсенида галлия, компенсированного глубокими центрами, при температурах выше 1070 К приводит к снижению его удельного сопротивления за счет электрической активации дефектов, создающих локальные энергетические уровни акцепторной природы. 11рисутствие некоторого количества донорной примеси, нейтрализующей возникающие при отжиге акцепторы, приводит к повышению термической стабильности удельного сопротивления компенсированного арсенида галлия.
6. В арсениде галлия и арсениде индия, подвергнутых импульсной лазерной обработке, наблюдаются релаксационные пики на температурной зависимости внутреннего трения, которые связаны с микротрещинами, возникающими на поверхности образца в области кратеров локального плавления материала. Термический отжиг этих дефектов связан с уменьшением эффективной длины кончиков микротрещин при увеличении температуры и времени отжига
Апробация работы. Основные научные результаты диссертации докладывались и обсуждались на: Всесоюзной конференции по ионному легированию полупроводников (Таллинн, 1984); 3 Отраслевой конференции «Промышленная технология и оборудование ионной имплантации» (Москва, 1984); X Всесоюзной конференции по физике полупроводников (Минск, 1985); Всесоюзной конференции по механизмам внутреннего трения в твердых телах (Батуми, 1985); VII Всесоюзной конференции по процессам роста и синтеза
14
полупроводниковых кристаллов и пленок (Новосибирск, 1986); 2 Всесоюзной конференции «Структура и электронные свойства границ зерен в металлах и полупроводниках» (Воронеж, 1987); VII Всесоюзного координационного совещания «Материаловедение полупроводниковых соединений группы А3В5» (Воронеж, 1987); XI Всесоюзной конференции по физике полупроводников (Кишинев, 1988); Всесоюзной научно-технической конференции «Оптические, радиоволновые и тепловые методы неразрушающего контроля» (Могилев, 1989); XII Всесоюзной конференции по физике полупроводников (Киев, 1990); X International Conference «Internai Friction and Ultrasonic Attenuation in Solids» (Rome, Italy, 1993); Школе-семинаре «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1993); X International Conference «Ion Implantation Technology» (Catania, Italy 1994); Международном семинаре «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1995); Международной конференции по электротехническим материалам и компонентам (Крым, 1995); X научно-технической отраслевой конференции «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов» (Воронеж, 1996); Международном научно-техническом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 1997); X научно-технической конференции «Методы и средства измерений физических величин» (П.- Новгород, 1997); Международной конференции «Релаксационные явления в твердых телах» (Воронеж, 1999)
Научная работа «Экспериментальное и теоретическое исследование электронно-механического резонанса на глубоких уровнях в пьезополупроводниках» была удостоена Премии Воронежского комсомола в области науки и техники в 1986 году.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 44 печатных работы, в том числе 14 статей в центральной печати, 6 авторских свидетельств
15
на изобретения, 3 статьи в сборниках, 21-тезисы докладов.
В совместных работах автору принадлежит постановка проблемы взаимосвязи акустических, электрофизических и оптических параметров полупроводников А'В5, участие в создании низкофоновой установки для измерения внутреннего трения, планировании и проведении экспериментов, а также разработке физической модели электронно-механической релаксации в пьезополупроводниках. Им инициированы исследования акустооптического эффекта в соединениях А'В5. Физические модели, связанные с акустооптическим эффектом и термическим отжигом арсенида галлия, предложены и разработаны лично автором.
В планировании экспериментов и обсуждении результатов принимал участие Н. П. Ярославцев, в подготовке образцов и наладке экспериментального оборудования - Н. В. Измайлов. В создании физических моделей внутреннего трения принимали участие В. В. Свиридов и Ь. П. Даринский. Лазерную обработку поверхности образцов и импульсный оптический отжиг проводил В.А. Логинов. Ионную имплантацию полупроводников осуществляли 11. М. Медведев и О. Г Кутукова. Н. И. Прибылов осуществлял измерение эффекта Холла и спектров фотопроводимости.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 204 страниц текста, включая 51 рисунок, 6 таблиц и библиографию из 161 наименования.
16
ГЛАВА 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ОБРАЗЦЫ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Выбор метода измерения внутреннего трения в монокристаллических полупроводниках.
В настоящее время для изучения ВТ в твердых телах чаще всего создают специальные устройства, предназначенные для исследования конкретных материалов в требуемом интервале температур, диапазоне частот, амплитуд и чаще всего для одного из типов акустических колебаний (изгибных, крутильных, продольных, поперечных и т. п.).
Для решения поставленных в настоящей работе задач выбор метода измерения ВТ и типа экспериментальной установки основывался на учете следующих факторов:
1. Вследствие сравнительно невысокого уровня ВТ в монокристаллах полупроводников необходим низкий собственный аппаратурный фон ВТ, который обеспечивается при минимальных потерях энергии механических колебаний в точках закрепления образца, устранении демпфирующего влияния окружающей атмосферы, минимизации термоупругих потерь в образце и др.
2. Система крепления образца должна удовлетворять требованиям его диэлектрической изоляции от элементов конструкции и отсутствие неконтролируемых механических напряжений в точках закрепления.
3. Частотный диапазон и интервал рабочих температур должны быть достаточными для обеспечения возможности регистрации акустических, акустоэлек-трических и акустооптичсских эффектов в полупроводниках А3В5.
Большинство методов измерения ВТ, применяемых для исследования металлов, не могут быть использованы для решения поставленных в настоящей работе задач в силу указанных выше факторов. 'Гак, например, методы, основанные на использовании крутильных колебаний или изгибных маятников
17
[1,2], имеют высокий собственный аппаратурный фон ВТ вследствие "сухого трения" в точках крепления образца. При зажиме образца в нем возникают механические напряжения, вызывающие неконтролируемые деформационные аффекты, что для полупроводниковых монокристаллов является крайне нежелательным. Кроме того, частота механических колебаний в этих установках составляет диапазон 0.1-200 Гц, что вызывает трудности при исследовании аку-стоэлектрических релаксационных эффектов в полупроводниках с характерными временами жизни носителей заряда порядка микросекунд.
Метод составного пьезоэлектрического вибратора [1,3] чаще всего применяется в ультразвуковом диапазоне частот (20-300 кГц). В данном методе для обеспечения хорошего акустического контакта пьезоэлектрического преобразователя с исследуемым образцом обычно используют клеевое соединение. При этом из-за различия коэффициентов линейного расширения кварца, из которого, как правило, изготавливается пьезопреобразователь и образца в месте их склейки возникают неконтролируемые механические напряжения, дающие свой вклад в величину ВТ. Указанный метод мало пригоден для изучения температурной зависимости ВТ, так как для изменения частоты колебаний образца необходимо иметь большой набор кварцевых возбудителей. К методическим трудностям этого метода относятся необходимость подгонки резонансной частоты образца под частоту пьезопреобразователя и сложность изготовления электрических контактов в узлах колебаний. Величина фона ВТ при использовании составного вибратора обычно оказывается не ниже чем 10'\
Методы, использующие магнитное возбуждение и регистрацию акустических колебаний образца, а также методы, основанные на использовании вихревых токов [1-3.], малопригодны для исследования полупроводников. Первые имеют высокий аппаратурный фон, последние пригодны, в основном, для металлов. Применение указанных методов при высокой температуре ограничено из-за недопустимости сильного нагрева обмоток катушек возбуждения и регистрации механических колебаний.
18
Для изучения ВТ в полупроводниках можно использовать метод резонансного стержня [1,3], при котором образец в виде бруска или пластины устанавливают на неподвижные опоры, в качестве которых могут служить тонкие металлические нити, лезвия ножей, иглы и др. Образец устанавливается на опоры в точках минимального движения (узлы колебаний). Такая система подвеса минимизирует неконтролируемые деформации в образце и обеспечивает низкие потери энергии механических колебаний в точках его закрепления, а, следовательно, и низкое вносимое затухание. Одной из наиболее ранних установок подобного типа, использующей свободные затухающие изгибные колебания стержня, является установка, предложенная в 1937 году Ферстсром [4]. Образцы длиной 5-15 см подвешивались на двух тонких проволоках, через которые осуществлялась механическая связь с возбудителем и приемником. Одним из главных достоинств такой установки является то, что проволочные подвесы выводятся из нагревательного устройства и все электрические цепи возбуждения и регистрации изгибных колебаний находятся при комнатной температуре. Установка работает до температуры 800 К и перекрывает частотный диапазон от десятков герц до единиц килогерц. Недостатком описанной установки является сравнительно высокий собственный аппаратурный фон ВТ (К)'5), вследствие того, что возбуждение и регистрация по принципу механической проволочной связи осуществляется при некотором смещении подвесов из узлов изгибных колебаний. Однако дальнейшее усовершенствование метода Ферстера другими исследователями позволило в значительной степени устранить его недостатки, расширить температурный и частотный диапазоны измерений, а также упростить методику измерения.
На основании приведенного анализа существующих методов измерений ВТ в полупроводниках в качестве базового метода, предназначенного для решения поставленных в настоящей работе задач, был выбран метод регистрации затухающих изгибных колебаний свободно подвешенной пластины [3,4]. Этот метод отличается низким собственным аппаратурным фоном, отсутствием не-
- Київ+380960830922