Регистрация гамма - квантов происходит в двух режимах - определенное количество измерений (60-100 изм) при отсутствии вращения (st) и такое же количество измерений при вращении (rot) в тех же геометрических условиях. При обработке статистических результатов определяют медианы (либо средние значения) МE, МS соответствующих статистических распределений Еrot/Est и Srot/Sst, где Srot; Sst - выборочные значения площади пика, и Еrot; Est - выборочные значения центра тяжести пика в режиме вращения и статичном режиме
dМS= (1-Srot/Sst) и dМE=|1-Еrot/Est|Eg (1).
За время преобразования сигнала, импульсы, поступающие на вход амплитудно-цифрового анализатора, не регистрируются. Это время называют "мертвым" временем анализатора, оно зависит как от амплитуды сигнала (U), следовательно, от времени собирания зарядов полупроводника - tcob (т.к U~1/tcob), так и от частоты поступления сигналов на вход предварительного усилителя - n. Поэтому, при изменении времени собирания заряда детектора и "мертвого" времени спектрометрического тракта пропорционально изменятся как площадь пика, так и центр тяжести пика (см. рис.1). Известны следующие зависимости [2]:
dМE= Eg{1 - (1-exp{-QdМS}) /B}
dМS=fnvcob,
где Q=q/tcob, n=I/tg, I - общее количество зарегистрированных импульсов (интеграл); tg - "живое" время регистрации; скорость собирания зарядов - vcob=s/tcob, s - ширина обедненной зоны, а f, q и B - эмпирические постоянные величины, зависящие от параметров преобразования сигнала в детекторе и усилительном тракте. Таким образом, в период воздействия неэлектромагнитной компоненты физического поля, генерируемого вращающимся объектом, величина разницы средних значений площади пика и амплитуды функционально связаны с изменением энергии - dE и волнового вектора - k зарядов полупроводника (т.к1/tcob~vcob ~dE/dk). На рис.1 экспериментальные и теоретические зависимости достаточно хорошо совпадают и дискретное изменение величины - Q связано с изменением энергии заряда. Степень изменения энергии заряда зависит от степени воздействия неэлектромагнитной компоненты.
Так же известно, что на временные характеристики детектора влияют дефекты в кристаллической структуре полупроводника и соответственно, среднее время удержания в зоне прилипания зарядов - tpr= N/Np (N-nz) зависит от количества дефектов - N, концентрации зарядов в ловушках прилипания - nz и постоянной рекомбинации. В данном случае, Np - плотность свободных дырочных состояний "приведенной" к уровню ловушек зависит от глубины дырочного демаркационного уровня ловушек [5]. Положение этого уровня определяется одинаковой вероятностью теплового заброса и вероятностью рекомбинации. Видно, что увеличение дефектов уменьшает время tpr. Поэтому при tpr< (t-tcob) компонента амплитуды импульса, обусловленная выбросом раннее захваченных носителей, увеличит выходную амплитуду на ~1% (появляется пик-дубль). При tpr (t-tcob), выходная амплитуда будет соответствовать амплитуде пика поглощения (t-момент измерения при максимальной амплитуде выходного сигнала усилителя). Таким образом, вероятность появление пика-дубля будет зависеть от отношения средних значений tcob и tpr, и если отношение
(t-tcob) /tpr~1,
то чувствительность отклика датчика поля неэлектромагнитной компоненты будет максимальной. Следовательно, уменьшение времени собирания заряда детектора (т.е. увеличение скорости заряда) увеличивает среднее значение пика-дубля, что соответственно приводит к уменьшению среднего значения пика полного поглощения.
| S661 | S1173 | S1332 | sd669 | sd1183 | sd1343 | |
| St | 10123 | 9505 | 8886 | 1829 | 120 | 0 |
| Pr | 5536 | 4742 | 3988 | 687 | 710 | 522 |
| Po | 7085 | 6386 | 5769 | 1331 | 1543 | 1173 |
При измерениях изотопа цезия (энергией гамма кванта 661.6 кэВ), может появиться еще один пик со средней энергией 669.6 кэВ. Причем, его частота появления - V в выборке различна для разных режимов и геометрий измерений. Это пик-дубль - Sd. Одновременно с цезием измерялись пики Со60 энергией 1173 кэВ и 1332 кэВ и соответственно площади пиков-дублей, энергией 1183 кэВ и 1343 кэВ. Средняя площадь пика-дубля с учетом частоты появления в выборке аппаратурных спектров определяется по формуле - sd=SdV/100. Результаты экспериментов занесены в таблицу. Уменьшение времени собирания заряда увеличивают вероятность появления пика-дубля, следовательно, воздействие неэлектромагнитной компоненты поля опосредованно влияет на статистические распределения пика-дубля. В свою очередь, увеличение дефектов в кристаллической структуре ППД, приводит к уменьшению tpr и увеличению пика-дубля.
При дистанционном воздействии вращения на показания полупроводникового гамма - спектрометра, были выявлены некоторые свойства поля, генерируемого вращающимся объектом. Во-первых, поле метастабильно, т.е. обладает определённой памятью; во-вторых, оно хирально поляризовано (правое и левое, в зависимости от направления вращения); в-третьих, переносит информацию внутреннего состояния вращающегося объекта. В свою очередь, было отмечено следующее явление: присутствие каких-либо предметов возле радиоактивного источника в момент измерения (например, стакан) оказывает воздействие на результат опыта. Возможно, это так называемый "эффект форм". И, наконец, неоднородное пространственное распределение предполагает наличие стоячих волн. В свою очередь, инерционное вращение увеличивает эффект воздействия, это так же было замечено в экспериментах с вращающимися объектами, проведенными другими исследователями [6].
Таким образом, исследования показали, что полупроводниковые приборы в определенных условиях могут регистрировать поля неэлектромагнитной природы, возможно поля кручения [7]. Обозначим некоторые условия регистрации, во-первых, регистрируемая квантовая система должна находиться в неравновесном состоянии, во-вторых, большая плотность рекомбинационных уровней полупроводника, в-третьих, отношение времени сбора зарядов полупроводника и среднего времени удержания в зоне рекомбинации должны соответствовать определенному значению. Что интересно, генерируемое поле организует случайные и независимые процессы. Это было заметно по уменьшению дисперсии интегрального спектра фонового излучения, в измерениях в режиме вращения относительно статичного режима.
Среди новых перспективных полупроводниковых материалов, пригодных для создания на их основе эффективных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии следует выделить полупроводниковое соединение с структурой халькопирита CuInSe2, имеющее ширину запрещенной зоны Eg = 1,04 эВ при температуре Т = 300 К и большой коэффициент оптического поглощения α ~ 105 см-1. Добавление к этому соединению атомов цинка приводит к изменению ширины запрещенной зоны полученного полупроводникового материала в сторону увеличения. При этом его спектральная фоточувствительность сдвигается в коротковолновую область (в сторону максимума энергии спектра солнечного излучения). Поэтому использование полученного материала в качестве светопоглощающего слоя солнечных элементов позволяет повысить эффективность солнечных элементов по сравнению с элементами, созданными на основе пленок CuInSe2.
В настоящей работе приведены результаты исследований времени жизни не основных носителей заряда, температурных зависимостей электропроводности и края оптического поглощения полученных методом двухстадийной селенизации полупроводниковых пленок Cu (In,Zn) Se2 с концентрацией атомов цинка NZn = 4,7 ат.% и обогащенных атомами индия (соотношение между атомами металлов Cu/In = 0,57).
Процесс получения плёнок включал в себя нанесение на подложку методом термического напыления слоёв меди, индия, селенида цинка и последующий двухступенчатый температурный отжиг в парах селена в атмосфере инертного газа (азот). В качестве подложек использовалось боросиликатное стекло. Пленки Cu-In толщиной 0,5-0,7 мкм наносились на подложку, на которую предварительно был осажден слой ZnSe. На первой стадии селенизации подложки с предварительно нанесенными слоями Cu-In-ZnSe выдерживались при температуре 240-260 0С в течение 20-30 минут а на второй стадии температура составляла 520-530 0С, а время выдержки составляло 15-20 минут. В результате селенизации получены поликристаллические пленки р-типа проводимости толщиной 1,5-2,0 мкм. Коэффициент термоэдс пленок при комнатной температуре составлял 100 мкВ/К.
Время жизни не основных носителей заряда в исследуемых пленках (τ) было определено методом затухания фотопроводимости при возбуждении пленок прямоугольными импульсами света с длиной волны λ = 0,635 мкм. В качестве источника света применялся полупроводниковый лазерный модуль типа МЛН-3, работающий в импульсном режиме с быстродействием < 0,5 мкс. Для получения электрических контактов к пленкам применялся токопроводящий клей “Leit-C", с помощью которого к исследуемой пленке приклеивались медные проводники. Предварительными исследованиями было установлено, что полученные таким способом электрические контакты являются омическими в температурном интервале 80-400 К. Ширина запрещенной зоны исследуемых пленок Еg определялась по фундаментальному краю оптического поглощения по стандартной методике.
В результате исследований было установлено, что с повышением температуры время жизни не основных носителей заряда в пленках уменьшается и в температурном интервале ∆Т= 80 - 300 К величина τ изменяется от τ = 3,5·10-4 с. при Т = 80 К до τ = 0,6·10-4 с. при Т= 300 К.