Физические принципы создания новых элементов оптико-электронных приборов на базе моно- и нанокристаллического карбида кремния

Исследованы физико-технологические проблемы создания источников излучения и фотоприемников, которые используют явление электрического пробоя для применения их в оптико-электронных приборах. Использование при этом карбида кремния с его него уникальными свойствами позволяет решить актуальную проблему создания радиационно стойкой, высокотемпературной элементной базы для систем атомной промышленности, ядерной энергетики, военной и космической техники. Особенностью структурных модификаций карбида кремния есть наличие, кроме основной периодичности, которая определяет постоянную решетки, дополнительной периодичности (сверхрешетки), существенно изменяющей характер электронных процессов в больших электрических полях, а также вызывающей возникновение новых эффектов чрезвычайно интересных с научной и практической точки зрения.
Выявлены механизмы и особенности влияния наноразмерной кристаллической сверхструктуры на электронную зонную структуру разных політипів SiC и на основные характеристики электрического пробоя р–n-структур на базе моно- и нанокристаллического карбида кремния. Это позволило объяснить спектральные и поляризационные характеристики отдельных микронных участков локализованного пробоя – микроплазм и их зависимость от температуры, политипа SiC, кристаллографического направления электрического поля и получить из этих данных новые сведения о природе основных полос излучения.
Определен характер распределения по энергиям высокоэнергетических носителей заряда, интенсивность ионизационных процессов, соотношения электронной и дырочной ионизации при пробое.
Предложена модель "идеального" точечного источника оптического излучения, для которого реализованы новые методики и впервые проведено детальное исследование влияния технологических факторов, температуры и радиационного облучения на электрические, флуктуационные, электролюминисцентные и поляризационные характеристики.
Предложены новые технологические методы улучшения микроплазменной структуры пробоя p–n-переходов, полученных с помощью метода имплантации ионов Al3+ в подогретые до 20002300 К пленки SiC- 6Н. Доказана перспективность создания на этой основе эталонных широкополосных источников оптического излучения на диапазон 250  1000 нм. Разработаны лабораторные образцы эталонных источников импульсного излучения с субнаносекундной скоростью действия, высокой температурной и часовой стабильностью.