Электрические и фотоэлектрические явления в гетероструктурах и диодах Шоттки на основе полупроводников А3 В5 и кремния и их применение в сенсорах водорода (15.03.2010)

Автор: Салихов Хафиз Миргазямович

эффектов, но и предложить новый чувствительный фотоэлектрический метод регистрации водорода. Исследование влияния факторов окружающей среды на механизм переноса темновых и световых носителей в диодных структурах представляло интерес не только

в отношении стабильности электрических и фотоэлектрических характеристик,

но и выявление их потенциальных возможностей с целью создания новых типов приборов и устройств. На основе данного комплексного исследования был предложен новый

фотоэлектрический метод детектирования водорода и водородосодержащих газов, а также созданы экспериментальные макеты оптоэлектронных сенсоров на основе фотодиодов

и светодиодов полупроводников A3B5 для экологического мониторинга и охраны

окружающей среды.

Все вышеперечисленное и определило актуальность темы и обусловило постановку данной диссертационной работы.

Целью работы являлись фундаментальные исследования,

электрических, рекомбинационных и фотоэлектрических явлений в кристаллах и диодных структурах на основе полупроводников A3B5 и кремния и применение их для создания

на их основе сенсоров нового типа для задач водородной энергетики и охраны

окружающей среды.

Достижение поставленной цели требовало решения следующих задач:

проведения исследований электрических свойств полученных структур и механизмов протекания тока на гетерограницах структур различного типа;

экспериментальных исследований фотоэлектрических и рекомбинационных свойств кристаллических и диодных структур на основе InAs и InAsSbP в зависимости

от концентрации носителей и температуры;

разработки технологии структур металл-полупроводник на основе p-InAs, n(p)-InP, InGaAs, a также Si с использованием в качестве контактов диодов Шоттки Au и Pd,

а также создания гибридных структур диод Шоттки – изотипный гетеропереход;

исследования фотоэлектрических явлений в гетероструктурах и диодах Шоттки

на основе полупроводников A3B5 и Si с палладиевыми контактами, в том числе, в зависимости от влияния окружающей среды (водорода и влажности);

исследования потенциальных возможностей прикладных применений результатов научных исследований для создания сенсоров водорода и водородосодержащих газов,

а также оптоэлектронных сенсоров.

Объекты и методы исследования

Объектами исследований являлись кристаллы и гетероструктуры соединений A3B5 InAs, InP, InAsSbP, а также сложные структуры на основе Si-SiO2 и пористого кремния

с палладиевыми контактами. В работе применялись комплексные методы исследования электрических, рекомбинационных и фотоэлектрических характеристик, а также методики исследования влияния водорода и влажности на параметры исследуемых структур.

Это позволило изучать детали физических процессов в исследуемых системах. Объектами исследования являлись также макеты фотоэлектрических и оптоэлектронных сенсоров

водорода, водородосодержащих газов и влажности, созданных на основе изученных

материалов и структур.

Научная новизна работы

Состоит в обнаружении и исследовании новых физических эффектов. Проведены комплексные экспериментальные и теоретические исследования фотоэлектрических

и рекомбинационных явлений и механизма протекания тока в кристаллах и сложных

гетероструктурах с барьерами Шоттки на основе полупроводников A3B5 и Si.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

обнаружено, что сильное изменение фотоэдс в атмосфере водорода

в структурах на основе InP, InGaAs, Si с палладиевым контактом, превышающее

на один-два порядка изменение темнового тока, связано с увеличением или понижением высоты барьера диода Шоттки, что важно для практических применений,

установлено, что изменение фотоэдс в атмосфере водорода в структурах

Pd-SiO2-n(p)Si с туннельно-тонкими слоями SiO2 составляет 2-3 порядка величины

и на 2 порядка превышает изменение темнового тока. Фотоэдс изменяется главным

образом из-за изменения высоты барьера вследствие перезарядки на границе Pd-SiO2,

установлено, что изменение фотоэдс в диодных структурах с палладиевым


загрузка...