Стимулированное излучение в тонких пленках Cu(In,Ga)Se₂, облученных протонами

Исследованы спонтанное и стимулированное излучение (СИ) тонких пленок Cu(In,Ga)Se₂, осажденных на натрийсодержащие стеклянные подложки и облученных протонами с энергиями 2.5 кэВ дозами 10¹⁴—10¹⁷ см^-2 при возбуждении импульсами лазерного излучения наносекундной длительности в диапазоне плотности мощности 5—100 кВт/см². В пленках, облученных протонами с дозами 10¹⁴—10¹⁵ см^-2, обнаружено увеличение интенсивности и уменьшение порога появления СИ по сравнению с необлученными пленками. При дозе облучения 10¹⁶ см^-2 наблюдаются увеличение порога СИ и уменьшение интенсивности. После облучения дозой 10¹⁷ см^-2 интенсивность излучения резко падает и порог СИ не достигается. Обсуждаются возможные причины наблюдаемых эффектов.

1. М. А. Green, E. D. Dunlop, J. Hohl-Ebinger, M. Yoshita, N. Kopidakis, A. W. Y. Ho-Baillie. Prog. Photovolt. Res. Appl., 28 (2020) 3—15

2. R. L. Garris, S. Johnston, J. V. Li, H. L. Guthrey, K. Ramanathan, L. M. Mansfield. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 174 (2018) 77—83

3. Y. Ando, S. Ishizuka, S. Wang, J. Chen, M. M. Islam, H. Shibata, K. Akimoto, T. Sakurai. Jap. J. Appl. Phys., 57 (2018) 1—6

4. A. Polman, M. Knight, E. C. Garnett, B. Ehrler, W. C. Sinke. Science, 352, N 6283 (2016) aad4424

5. P. Jackson, R. Wuerz, D. Hariskos, E. Lotter, W. Witte, M. Powalla. Phys. Status Solidi (Rapid Res. Lett.), 10, N 8 (2016) 583—586

6. H. Zachmann, S. Puttnins, M. V. Yakushev, F. Luckert, R. W. Martin, A. V. Karotki, V. F. Gremenok, A. V. Mudryi. Thin Solid Films, 519, N 21 (2011) 7264—7267

7. F. Werner, F. Babbe, J. Burkhart, C. Spindler, H. Elanzeery, S. Siebentritt. ACS Appl. Mater. Interfaces, 10 (2018) 2853—2856

8. T. Feurer, P. Reinhard, E. Avancini, B. Bissig, J. Lockinger, P. Fuchs, R. Carron, T. P. Weiss, J. Perrenoud, S. Stutterheim, S. Buecheler, A. N. Tiwari. Prog. Photovolt. Res. Appl., 28 (2020) 3—15

9. S. Shirakata. Phys. Status Solidi B, 252, N 6 (2015) 1211—1218

10. А. В. Короткий, А. В. Мудрый, М. В. Якушев, Ф. Луккерт, Р. Мартин. Журн. прикл. спектр., 77, № 5 (2010) 725—731 [A. V. Karotki, A. V. Mudryi, M. V. Yakushev, F. Luckert, R. Martin. J. Appl. Spectr., 77, N 5 (2010) 668—674]

11. J. Mattheis, U. Rau, J. H. Werner. J. Appl. Phys., 101, N 11 (2007) 113519

12. L. Gutay, G. H. Bauer. Thin Solid Films, 487, N 1-2 (2005) 8—13

13. Н. Рефахати, А. В. Мудрый, В. Д. Живулько, М. В. Якушев, Р. Мартин. Журн. прикл. спектр., 81, № 3 (2014) 378—385 [N. Refahati, A. V. Mudryi, V. D. Zhivulko, M. V. Yakushev, R. Martin. J. Appl. Spectr., 81, N 3 (2014) 404—410]

14. F. Babbe, H. Elanzeery, M. Melchiorre, A. Zelenina, S. Siebentritt. Phys. Rev. Mater., 2 (2018) 105405(1—9)

15. O. Briot, M. Moret, C. Barbier, A. Tiberj, H. Peyre, A. Sagna, S. Contreras. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 174 (2018) 418—422

16. M. Moret, O. Briot, B. Gil, T. Lepetit, L. Arzel, N. Barreau. Proc. SPIE, 9358 (2015) 93581A1

17. I. E. Svitsiankou, V. N. Pavlovskii, E. V. Lutsenko, G. P. Yablonskii, A. V. Mudryi, V. D. Zhivulko, M. V. Yakushev, R. W. Martin. J. Phys. D: Appl. Phys., 49, N 9 (2016) 095106

18. И. Е. Свитенков, В. Н. Павловский, Е. В. Луценко, Г. П. Яблонский, А. В. Мудрый, О. М. Бородавченко, В. Д. Живулько, М. В. Якушев, Р. Мартин. Журн. прикл. спектр., 85, № 2 (2018) 248—255 [I. E. Svitsiankou, V. N. Pavlovskii, E. V. Lutsenko, G. P. Yablonskii, A. V. Mudryi, O. M. Borodavchenko, V. D. Zhivulko, M. V. Yakushev, R. Martin. J. Appl. Spectr., 85, N 2 (2018) 267—273]

19. A. Jasenek, U. Rau. J. Appl. Phys., 90, N 2 (2001) 650—658

20. B. Dimmler, M. Powalla, H. W. Schock. Prog. Photovolt. Res. Appl., 10, N 2 (2002) 149—157

21. M. V. Yakushev, R. W. Martin, J. Krustok, H. W. Schock, R. D. Pilkington, A. E. Hill, R. D. Tomlinson. Thin Solid Films, 361-362 (2000) 488—493

22. M. V. Yakushev, R. W. Martin, J. Krustok, A. V. Mudryi, D. Holman, H. W. Schock, R. D. Pilkington, A. E. Hill, R. D. Tomlinson. Thin Solid Films, 387 (2001) 201—204

23. E. J. Friedrich, R. Fernandez-Ruiz, J. M. Merino, M. Leon. Powder Diffraction, 25, N 3 (2010) 253—257

24. T. Tinoco, C. Rincon, M. Quientero, G. Sanchez Perez. Phys. Status Solidi (a), 124, N 2 (1991) 427—434

25. S. Minoura, K. Kodera, T. Maekawa, K. Miyazaki, S. Niki. J. Appl. Phys., 113, N 6 (2013) 063505(1—14)

26. F. Babbe, H. Elanzeery, M. H. Wolter, K. Santhosh, S. Siebentritt. J. Phys.: Condens. Matter., 31 (2019) 425702(1—9)

27. M. V. Yakushev, R. D. Tomlinson, H. Neumann. Cryst. Res. Technol., 29, N 1 (1994) 125—132

28. M. V. Yakushev, H. Neumann, R. D. Tomlinson, P. Rimmer, G. Lippold. Cryst. Res. Technol., 29, N 3 (1994) 417—426

29. M. V. Yakushev, R. W. Martin, F. Urquhart, A. V. Mudryi, H. W. Schock, J. Krustok, R. D. Pilkington, A. E. Hill, R. D. Tomlinson. Jpn. J. Appl. Phys., 39, N 1 (2000) 320—321

30. M. V. Yakushev, J. Krustok, M. Grossberg, V. A. Volkov, A. V. Mudryi, R. W. Martin. J. Phys. D: Appl. Phys., 49 (2016) 105108(1—7)