Темновой ток фотодетекторов на основе многослойных структур с квантовыми точками (2022)

Описывается поведение многослойного фотодетектора с квантовыми точками германия в кремнии и его параметры при различных рабочих режимах. Рассматриваются вопросы оптимизации условий роста в методе молекулярно-лучевой эпитаксии для повышения эффективности инфракрасных фотоприемников с квантовыми точками. В качестве модельной материальной системы для теоретических исследований выбраны многослойные гетероструктуры с квантовыми точками германия на поверхности кремния. В представленной работе разработана теоретическая модель для учета наличия в фотодетекторах нескольких слоев квантовых точек, а также рассогласования квантовых точек по размерам. Проведены расчеты шумовых и сигнальных характеристик инфракрасных фотоприемников на основе гетероструктур с квантовыми точками германия на кремнии. Оценены темновые токи в таких структурах, вызванные тепловой эмиссией и барьерным туннелированием носителей. Для проверки модели мы сравнили теоретические значения темнового тока с экспериментальными результатами, полученными в работах других исследователей.

This paper describes the behavior of a multilayer photodetector with germanium quantum dots in silicon and its parameters under various operating conditions. The issues of optimizing the growth conditions in the method of molecular beam epitaxy to increase the efficiency of infrared photodetectors with quantum dots are considered. Multilayer heterostructures with germanium quantum dots on the silicon surface were chosen as a model material system for theoretical studies. In the present work, a theoretical model has been developed to take into account the presence of several layers of quantum dots in photodetectors, as well as the mismatch of quantum dots in size. The noise and signal characteristics of infrared photodetectors based on hetero-structures with germanium quantum dots on silicon are calculated. The dark currents in such structures caused by thermal emission and barrier tunneling of carriers are estimated.

To test the model, we compared the theoretical values of the dark current with the experimental results obtained in the works of other researchers.

Тип: Статья
Автор (ы): Коханенко Андрей Петрович
Соавтор (ы): Войцеховский Александр Васильевич, Лозовой Кирилл Александрович, Духан Рахаф, Дирко Владимир Владиславович, Акименко Наталья Юрьевна
Ключевые фразы: молекулярно-лучевая эпитаксия

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
535.215. Электрическое действие. Фотоэлектрические явления. Фотоэлектрический эффект
621.31. Электротехника. Производство, преобразование, передача, распределение и регулирование электроэнергии. Электроизмерительная техника. Техническое применение магнетизма и статического электричества
Префикс DOI
10.51368/1996-0948-2022-5-42-48
eLIBRARY ID
49606209
Текстовый фрагмент статьи