WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

зоны проводимости, находящихся ниже уровня Ферми, Последовательность операций при изготовлении в область квазинепрерывного спектра выше края зоны структуры изложена в работе [8]. Слои проводимости ZnSe могут происходить при h 1эВ, ZnSe ( 15 нм)-КT-Ge-ZnSe (150 нм)-p-Ge (40 нм) быи, действительно, в эксперименте появление фототока ли получены в едином процессе (см. вставку на рис. 3).

наблюдается при h 1.25 эВ. Для переходов c первого = Измерения тока германиевого канала проводились уровня в валентной зоне в область квазинепрерывного при T = 300 и 77 K. Поперечный ток через структуру спектра (переход II на рис. 5) минимальная энергия был много меньше продольного тока канала, так что не кванта должна быть равна примерно 2.0-2.1эВ. Накомог вносить какую-либо ошибку в измерения, а ток в нец, для переходов электронов из области квазинепреканале имел тенденцию к насыщению для обеих темперывного спектра валентной зоны на пустые электронные ратур (рис. 3). При освещении структуры со стороны уровни КТ выше уровня Ферми (переход III на рис. 5) канала белым светом наблюдалось уменьшение полного требуется минимальная энергия более 2.3 эВ.

тока.

3.2. Характеристики тока канала при освещении Для подробного исследования поведения структуры при освещении были измерены спектральные зависимости тока канала на постоянном сигнале. Измерения проводились при напряжении исток-сток 20-150 мэВ без подачи напряжения на затвор. Спектральная зависимость изменения полного тока в германиевом канале при тянущем напряжении 50 мВ приведена на рис. 4.

Освещение светом с длиной волны меньшей чем 0.5 мкм, приводит к уменьшению тока, а при больших длинах волн ток увеличивается.

Релаксационные кривые изменения тока в канале при освещении, измеренные при комнатной температуре для длин волн 0.6, 0.5 и 0.4 мкм, показаны на вставке рис. 4.

В момент включения света во всех трех случаях наблюдается уменьшение тока канала. Затем через некоторый Рис. 4. Спектральная зависимость изменения полного тока промежуток времени для = 0.6 и 0.5 мкм изменение канала. На вставке — зависимость тока канала при включении тока становится положительным с выходом на насы- и выключении освещения для разных длин волн, T = 300 K.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 104 И.Г. Неизвестный, С.П. Супрун, В.Н. Шумский Релаксационные кривые позволяют оценить характерные времена достижения стационарного состояния, в данном случае такого состояния, когда генерация уравновешивается рекомбинацией электронно-дырочных пар, а потоки носителей из слоя Ge-КТ в обе стороны, туда и обратно, равны. Эти времена при T = 300 K составляют десятки секунд, а при понижении температуры до 77 K увеличиваются до нескольких часов.

Оценка заряда, который надо накопить в КТ для достижения точки инверсии (равенства концентрации неосновных носителей заряда — электронов — концентрации дырок) в квазинейтральном объеме германиевого канала, показывает, что KT =(4.2-4.7) · 10-7 Кл · см-2, что соответствует плотности дырок на заряженных КТ — NpKT =(2.6-2.9) · 1012 см-2. Временные из менения фототока при длине волны падающего света 0.и 0.6 мкм связаны с постепенным накоплением дырок в КТ и должны зависеть от интенсивности освещения.

Рис. 5. Зонная диаграмма структуры GaAs/ZnSe/КТ-Ge/ В то же время стационарное состояние, характеризуюZnSe/p-Ge в равновесии. Стрелками показаны возможные опщееся уменьшением фототока при возбуждении светом тические переходы с последующим уходом электрона (дырки) с длиной волны 0.4 мкм, связано с появлением еще и локализацией второго носителя заряда. Показаны только одного типа перехода и определяется соотношением надбарьерные переходы, хотя может осуществляться и туннесечений ионизации для переходов II и III.

лирование в GaAs.

4. Заключение При переходе I электрон во встроенном электричеПроведенное изучение ВАХ и фотоэлектрических ском поле уходит в арсенид галлия, а дырка локахарактеристик структур n+GaAs/ZnSe/КТ-Ge/ZnSe/Al лизуется на КТ. Такая же ситуация наблюдается для и n+GaAs/ZnSe/КТ-Ge/ZnSe/p-Ge показало возможперехода II. В то же время при переходах III в КТ ность наблюдения одноэлектронных процессов в тунлокализуется электрон, а дырка уходит в германий нельно-тонких слоях ZnSe, содержащих Ge кванто(либо захватывается на ловушки в ZnSe). Зарядка КТ вые точки. Показано, что в транзисторной структуре дырками (переходы I и II на рис. 5) должна привести n+GaAs/ZnSe/КТ-Ge/ZnSe/p-Ge при освещении светом к увеличению поперечного поля и подтоку электронов разного спектрального состава изменяется процесс нак гетерогранице Ge-ZnSe и обеднению по дыркам. По копления заряда на КТ, что приводит к различному мере роста положительного заряда на КТ обеднение изменению полного тока канала. На основе эксперименпереходит в инверсию, что влечет за собой увеличение тальных данных построены зонные диаграммы структур полной проводимости и тока канала. Динамика изменеи проведено последовательное рассмотрение особеннония проводимости канала от времени накопления заряда стей как ВАХ, так и спектральных характеристик.

хорошо объясняет релаксационные кривые изменения тока в канале при включении излучения с длиной Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 02волны 0.6 и 0.5 мкм. Начиная с энергии фотона 2.3 эВ, 02-17800), проектов „Поверхностно-атомные структумогут наблюдаться по крайней мере переходы двух ры“ и „Низкоразмерные квантовые структуры“.

типов — II и III, т. е. возможна зарядка КТ и дырками, и электронами. В этом случае в стационарном состоянии ток канала будет определяться установившимся Список литературы равновесием между процессами генерации и реком[1] F.A. Reboredo, Alex Zunger. Phys. Rev. B, 62, R2275 (2000).

бинации носителей заряда обоих знаков и процессом [2] Lingjie Guo, Effendi Leobundung, Stephen Y. Chou. Science, их разделения. Кроме того, при переходах III типа 275, 649 (1997).

выброс дырок в канал и уменьшение поперечного поля [3] И.Г. Неизвестный, С.П. Супрун, А.Б. Талочкин, В.Н. Шумв канале препятствует достижению состояния инверсии.

ский, А.В. Ефанов. ФТП, 35 (9), 1135 (2001).

Поэтому при реализации такого типа возбуждения в [4] I.G. Neizvestny, S.P. Suprun, V.N. Shumsky, A.B. Talochkin, эксперименте при <0.5 мкм наблюдается обеднение E.V. Fedosenko, T.M. Burbaev, V.A. Kurbatov. Nanotechnology, канала, что приводит к отрицательному изменению тока 12, 437 (2001).

в отличие от >0.5 мкм, когда реализуются переходы [5] И.Ю. Бородин, И.А. Литвинова, И.Г. Неизвестный, только I и II типа с накоплением положительного заряда А.В. Прозоров, С.П. Супрун, А.Б. Талочкин, В.Н. Шерстяна КТ. кова, В.Н. Шумский. Письма ЖЭТФ, 78 (3), 184 (2003).

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. Исследование фотоэлектрических свойств квантовых точек Ge в матрице ZnSe на GaAs [6] H. Kroemer. Surf. Sci., 132, 543 (1983).

[7] G. Bratina, R. Nicolini, L. Sorba, L. Vansetti, Guido Mula, X. Yu, A. Franciosi. J. Cryst. Growth, 127, 387 (1993).

[8] И.А. Литвинова, И.Г. Неизвестный, А.В. Прозоров, С.П. Супрун, В.Н. Шерстякова, В.Н. Шумский. Письма ЖЭТФ, 78 (12), 1289 (2003).

Редактор Л.В. Беляков Investigation of the photoelectrical properties quantum dots Ge in matrix ZnSe on GaAs substrate I.G. Neizvestny, S.P. Suprun, V.N. Shumsky Institute of Semiconductor Physics of Siberian branch of Russian Academy of Sciences, 630090 Novosibirsk, Russia

Abstract

Current-voltage characterictics and photocurrent spectral functions in a stress-free with tunneling thin ZnSe layers and Ge quantum dots GaAs/ZnSe/Ge-QD/ZnSe/Al structure were investigated at T = 4.2 and 300 K. It has been shown that the I-V characteristics in the dark at room temperature have observable features of the Coulomb stair. A band diagram of the structure has been derived from the analysis of the experimental data. In a transistor structure GaAs/ZnSe/QD-Ge/ZnSe/p-Ge with the p-Ge channel and Ge quantum dots floating gate were observed both increase and decrease of the full channel current at different spectral regions of irradiation. These changes of the channel current were related to the positive and negative charge captures in the quantum dots for different optical transitions. The charge accumulation results in changes of the Ge-channel state near the heterointerface from the depletion to the inversion thus either decreasing or increasing the channel current.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып.

Pages:     | 1 ||



© 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.