WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

9. Наведенный фотоплеохроизм гетеропереходов MnIn2Te4/Si отношению In/(In + Ga)=0.25. На поверхность МИГС наносилась пленка CdS, а затем магнетронным распыСоздание фоточувствительных структур с использовалением мишени ZnO осаждалась пленка ZnO. Общая нием полумагнитных полупроводников вызывает интерес толщина структур составляет 3–5 мкм. В условиях освев связи с возможностями расширения функционального щения АМ-1.5 кпд лучших структур составляет 15 %.

диапазона оптоэлектронных устройств [102, 103]. После Длинноволновый край фоточувствительности ТСЭ решения достаточно сложной проблемы получения тонопределяется прямыми переходами в МИГС, а с короткоких пленок одного из таких полупроводников MnIn2Teволновой стороны в спектре ФЧ проявляются два порога был исследован наведенный фотоплеохроизм структур из-за влияния поглощения в CdS, а затем еще и в ZnO.

на их основе [104, 105].

Ширина спектральных полос фоточувствительности ТСЭ Пленки p-MnIn2Te4 толщиной 0.1–0.3 мкм наносились 1/2 1.3-1.6эВ при T = 300 K и зависит от толщин методом вакуумного термического напыления на плаширокозонных пленок. В спектрах ФЧ лучших ТСЭ стины (111) Si. Спектры ФЧ этих ГП при освещении авторы [95, 98] впервые наблюдали эквидистантные пики, со стороны MnIn2Te4, как правило, широкополосные которые могут быть обусловлены интерференцией в (1/2 2.2эВ) с максимальной фоточувствительностью пленке ZnO.

0.1 мА/Вт при T = 300 K.

В поляризованном свете для ТСЭ характерен только НФ. Как следует из рис. 15 (кривые 1 и 2), не- Обнаруженный фотоплеохроизм в таких структурах по своей природе наведенный и подчиняется закону PI равенство между фототоками iP > iS возникает при условии 0 > 0, а сами угловые зависимости iP и (рис. 16). При достижении 0 = 75 коэффициент iS обнаруживают сходное поведение. Эти зависимости PI 55 %, что реализует возможности метода для оценФизика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. 528 Ф.П. Кесаманлы, В.Ю. Рудь, Ю.В. Рудь ки n 3.0 для тройного соединения в пленочном исполнении. Авторы [105] считают, что простые в получении ГП могут применяться как фотоанализаторы ЛПИ с азимутальной фоточувствительностью 0.2мА/Вт · град при T = 300 K, которая может плавно контролироваться углом падения ЛПИ (рис. 16).

10. НФ гетероконтакта пористого и монокристаллического кремния В последние годы активно развивается новый подход в управлении фундаментальными свойствами полупроводников, основанный на формировании в полупроводниковой матрице наноразмерных кластеров [86, 106, 107].

Понижение размерности в полупроводниках приобретаРис. 17. Зависимости iP(0) (1), iS(0) (2), PI(0) (3) при ет все более широкое распространение [108, 109]. Рас = 1.4эВ и PI( ) (4, 0 = 75) структуры ПК/Si при смотрим проявление поляризационной ФЧ в структурах T = 300 K.

на основе пористого кремния [110–113].

Для получения ГП применялось анодное травление пластин [108, 110], что позволило формировать пленки ломления ПК [114] позволяют оценить толщины плепористого кремния (ПК) с толщинами от единиц до нок, совпадающие с данными прямого определения. Сам десятков микрометров. При освещении со стороны ПК факт наблюдения богатой интерференционной картив этих ГП, как правило, реализуется широкополосная ны указывает на очень высокое совершенство пленок ФЧ. Энергетическое положение длинноволнового края ПК [110–112].

ФЧ определяется межзонным поглощением в Si, а полная ширина полосы 1/2 1.3эВ при толщинах пленок Из поляризационных исследований фоточувствительПК около 10 мкм и возрастает с ее понижением. Так, ности ГП ПК/Si следует, что в таких структурах пронапример, в ГП с толщиной пленки ПК 1мкм спад явился только НФ, поскольку фотопроводимость в обофототока до 3 эВ вообще не проявляется. Спектры фоих компонентах изотропна. Зависимости фототоков iP точувствительности ГП обычно содержат до 20 эквии iS даже в ГП с зеркальной наружной плоскостью дистантных пиков, которые с учетом показателя преПК обнаружили немонотонный спад при 0 > (рис. 17, кривые 1 и 2) и отличаются от ожидаемых из анализа прохождения ЛПИ через границу воздух/ПК на основании соотношений Френеля [2, 7]. В угловых зависимостях PI таких ГП авторы [111] впервые обнаружили осцилляции, которые, по их мнению, являются следствием интерференции ЛПИ в пленках ПК (рис. 17, кривая 3). Приближенно рост НФ при увеличении 0 подчиняется также квадратичному закону (11), а оценки, согласно (10), по экспериментальным значениям PI = 20-25 % (0 = 70) приводят к величинам n 1.7, отличающимся от известных значений n для кристаллического Si и позволяющим связывать поляризационную фоточувствительность ГП с явлениями на границе воздух/ПК. Спектральные зависимости PI ГП ПК/Si обнаруживают осциллирующий характер (рис. 17, кривая 4), обусловленный интерференцией ЛПИ в пленке ПК.

Обнаруженные осцилляции НФ в ГП ПК/Si [111] имеют принципиальное значение и могут найти применение при создании селективных фотоанализаторов ЛПИ, а также демонстрируют новые возможности поляризационной фотоэлектрической анизотропии в цеРис. 16. Зависимости PI(0) (1, = 1.15 эВ) и PI( ) (0, град: 2 —0, 3 — 50, 4 —75) ГП n-MnIn2Te4/p-Si при лях экспрессной диагностики качества наноструктурных T = 300 K. (Освещение со стороны MnIn2Te4).

пленок.

Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. Наведенный фотоплеохроизм в полупроводниках 11. Наведенный фотоплеохроизм гетеропереходов на основе нитрида галлия Нитрид галлия входит в круг полупроводниковых материалов, которые в настоящий период изучаются наиболее интенсивно. Благодаря существенному прогрессу в технологии этого широкозонного полупроводника определены перспективы его использования в коротковолновой и высокотемпературной оптоэлектронике, фотопреобразователях и т. д. [115–118]. Особый интерес представляет решение проблем интеграции GaN с Si и полупроводниками AIIIBV, что может вскрыть возможности применений уже освоенных электронной промы- Рис. 18. Спектры PI ГП n-GaN/p-Si (1 — образец 59.1.1, 2 — 60.1.2.1, 3 — 60.1.2) и n-GaN/p-GaP (4 — образец 106-1p) шленностью материалов не только для выращивания на при T = 300 K и 0 = 75.

них пластин GaN большой площади, но и для реальной интеграции уникальных функциональных характеристик таких полупроводников. Отметим, что подавляющий объем исследований фотоэлектрических явлений в GaN и для GaN показателя преломления [36] приводят к велиструктурах на его основе выполнен с применением непочине PI 35-40 %. Такое значение PI достигается в ляризованного излучения. Рассмотрим некоторые итоги максимумах спектральной зависимости НФ только для начатых исследований GaN с помощью поляризационной одной из структур и при вполне определенной энергии фотоэлектрической спектроскопии [119, 120].

фотонов (рис. 18, кривая 4). Отклонения от этой энергии При выращивании слоев GaN использован метод хив данном образце, а также переход к другим струкмического осаждения из паровой фазы в открытой гатурам вызывает падение величины НФ относительно зотранспортной системе на плоскости (111) и (100) расчетного значения PI 35-40 %. Такое понижение пластин Si и GaP n- и p-типа проводимости. В случае фотоплеохроизма можно связывать с изменениями параструктур GaN/Si было установлено, что ФЧ достигает метров пленок GaN, что и вызывает изменение эффекта 0.15 А/Вт при использовании подложек (111) Si, тогда просветления.

как переход к ориентации (100) Si вызывает снижение Обнаруженный авторами [119,120] наведенный фофоточувствительности ГП на 2–4 порядка. Толщина слотоплеохроизм ГП на основе пленок нитрида галлия ев GaN на подложках Si составила 10–20 мкм, тогда как демонстрирует возможности их применений в качестве на GaP всего 0.5 мкм. В обоих типах структур спектры селективных (рис. 18, кривая 4) фотоанализаторов ЛПИ ФЧ оказались широкополосными (1/2 1.8 эВ в GaN/Si с максимальной азимутальной фоточувствительностью и 1/2 0.7 эВ в GaN/GaP).

=10 мА/Вт · град (T = 300 K, 0 = 75), тогда как При освещении таких ГП вдоль нормали к пленках установленные зависимости величины и спектрального GaN фотоактивное поглощение носит изотропный хаконтура PI могут быть использованы при диагностике рактер, тогда как в условиях наклонного падения ЛПИ качества пленок GaN.

реализуется неравенство iP > iS во всей области ФЧ.

Характер угловых зависимостей фототоков iP и iS зави12. Гигантский наведенный сел и в случае ГП на основе GaN от качества пленок.

В ГП GaN/Si с шероховатой наружной поверхностью фотоплеохроизм пленок GaN фототоки для p- и s-поляризации спадали с ростом угла падения, тогда как в ГП GaN/Si и GaN/GaP Одной из центральный проблем в создании фотодес зеркальными поверхностями пленок GaN фототоки текторов ЛПИ является обеспечение высоких значений iP и iS возрастали с увеличением 0. Эта закономер- коэффициента фотоплеохроизма [9]. Из выражения (12) ность определяется снижением потерь на отражение следует, что максимальная величина коэффициента НФ и обусловлена интерференцией ЛПИ в широкозонной для однородного ИП определяется величиной n и для пленке. Увеличение угла падения ЛПИ на поверхность известных полупроводников не может выйти за предеGaN в обоих типах ГП сопровождается нарастанием PI лы 55–85 %. Рассмотренные выше экспериментальные по квадратичному закону (11), т. е. как и в отсутствие данные для PI самых разнообразных диодных структур в интерференционных явлений. изотропных полупроводниках и многослойных системах Выполненные исследования спектров НФ в ГП GaN/Si на их основе также демонстрируют, что PIm < 100 %. В и GaN/GaP (рис. 18) показывают, что его величина из- Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе в 1993 г.

меняется от образца к образцу и в большинстве случаев был осуществлен качественный прорыв в этой проблеиспытывает осцилляции, изменяясь в пределах области ме и экспериментально реализован новый фотоэлекФЧ. Оценки на основании (10) с учетом известного трический эффект — эффект гигантского наведенного 2 Физика и техника полупроводников, 1999, том 33, вып. 530 Ф.П. Кесаманлы, В.Ю. Рудь, Ю.В. Рудь фотоплеохроизма, обеспечивающий резкое увеличение PI ±[50, 121–123].

Принципиальная идея состоит в том, чтобы обеспечить смену знака фототока при переходе от p- к s-поляризации, и тогда из уравнения (7) легко видеть, что величина PI преодолевает рубеж 100 %. Как следует из проведенного выше рассмотрения, ни один из типов структур не дал такой возможности. Для обеспечения эффекта ГНФ в работах [121–123] на основе изотропных полупроводников были разработаны структуры с двумя различными по направлению электрических полей активными областями.

Рассмотрим закономерности ГНФ на примере структуры с двумя n-p-переходами на Si-подложке. Для получения такой структуры вначале на Si-подложке выращивалась эпитаксиальная пленка n-GaP толщиной 3–4 мкм, а затем пленка p-GaP близкой толщины. В результате структура, включающая ГП n-GaP/p-Si и гомопереход p-n-GaP, обеспечила инверсию знака фототока при освещении естественным излученим. Инверсия обусловлена тем, что в длинноволновой относительно точки инверсии I области ФЧ определяется ГП p-Si/n-GaP, в то время как в коротковолновой знак суммарного фототока уже определяется верхним относительно пучка ЛПИ гомоРис. 19. Зависимости iP(0) (1), iS(0) (2), PI(0) (3) иPI( ) переходом p-n-GaP.

(4, 0 = 75) структуры p-n-GaP/p-Si при T = 300 K. ОсвеПри освещении ЛПИ инвертирующих знак фототока щение со стороны GaP, 1–3 — = 0.500 мкм. На вставке — структур со стороны GaP фотоплеохроизм возникает как cхема освещения структуры.

только 0 > 0, как и в неинвертирующих структурах.

При этом независимо от полярности фототока знак НФ оставался положительным и его угловая зависимость которой фототоки оказываются равными между собой следовала периодическому закону (11).

по амплитуде, но различными по полярности. Как раз Новые закономерности возникают в окрестности длив этих условиях, согласно (7), и возникает эффект ны волны, при которой наступает инверсия знаков фоГНФ PI ±. Пример спектральной зависимости тотока и НФ вследствие изменения 0 (рис. 19). Для PI для одной из структур p-n-GaP/p-Si представлен на каждого из фототоков iP и iS появляется свой угол рис. 19 (кривая 4). Спектральная зависимость PI имеет падения, при котором изменяется знак, а сами угловые вид гиперболы, энергетическое положение асимптоты зависимости уже не могут быть описаны формулами которой определяется из условия равенства амплитуд Френеля [2, 7]. Это происходит из-за того, что на разнонаправленных фототоков iP и iS. Вблизи асиманизотропию прохождения светом границы воздух/ИП птоты как раз и возникает эффект ГНФ PI ±, накладывается еще и конкуренция фототоков от каждого причем энергетическое положение асимптоты можно из n-p-переходов. В соответствии с (7) из-за инверсии плавно смещать посредством внешнего электрического знаков iP и iS в угловой зависимости PI(0) появляетнапряжения, осуществляя тем самым экспрессную песя точка разрыва и фотоплеохроизм устремляется на рестройку спектрального положения узкоселективного бесконечность PI ±, тогда как экспериментальные эффекта ГНФ.

величины были на уровне ±(400-700 %).

Эффект гигантского НФ был реализован также и на Следовательно, инверсия полярности фототоков при двухбарьерных структурах другого типа-Au/n-GaAs/Au определенном угле падения ЛПИ вызывает эффект ГНФ, Au/n-GaPxAs1-x/Au, причем возможность управления при котором PI ±(рис. 19, кривая 3).

Интересная закономерность обнаружена и в азиму- составом твердого раствора служит дополнительным каналом контроля спектрального диапазона, в котором тальных зависимостях фототоков, когда соотношение проявляется ГНФ [50, 122, 123].

между iP и iS, а также инверсия их полярности при определенных 0 и контролируется азимутальным Таким образом, предсказанный, а затем обнаруженуглом. ный новый фотоэлектрический эффект ГНФ открывает В спектральных зависимостях iP и iS таких структур возможности применений двухбарьерных структур на для p- и s-поляризаций инверсия полярности фототоков изотропных полупроводниках в качестве высокочувствиреализуется при различных энергиях фотонов, а в диапа- тельных перестраиваемых узкоселективных фотоанализоне между этими точками имеется такая энергия, при заторов ЛПИ.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.