Полевые свойства pSi-nSi1-xSnx (0 x 0,04) гетероструктур (2022)
Изучены процессы токопрохождения в диодных структурах pSi-nSi1-xSnx (0 x 0,04). Из полученных результатов видно, что в исследованных образцах, при малых напряжениях ток подчиняется закону Ома. А при дальнейшем увеличении напряжения начинается рост тока по нелинейному закону. На основе анализа зависимости установлено, что нелинейность обусловлена полевым эффектом Пула-Френкеля. На основе выполненных анализов полученных результатов обоснована перспективность использования твердых растворов Si1-xSnx (0 x 0,04), выращенных на кремниевых подложках, в качестве активного материала в преобразователях тепловой энергии в электрическую энергию на основе термовольтаического эффекта.
In this article, the processes of current flow in pSi-nSi1-xSnx (0 x 0.04) diode structures were studied. It can be seen from the results obtained that in the studied samples, at low voltages, the current obeys Ohm’s law. And with a further increase in voltage, the current begins to increase according to a nonlinear law. Based on the dependence ln analysis, it was found that the nonlinearity is due to the Poole-Frenkel field effect. On the basis of the performed analyzes of the obtained results, the prospects of using Si1-xSnx (0 ≤ x ≤ 0.04) solid solutions grown on sil-icon substrates as an active material in thermal-to-electrical energy converters based on the thermovoltaic effect are substantiated.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2022-2-28-32
- eLIBRARY ID
- 48444724
Таким образом, были изготовлены p-Si-n-Si1-xSnx (0 £ х £ 0,04) структуры с толщинами базового n-слоя W 20–30 мкм, в едином технологическом цикле методом жидкофазной эпитаксии, на монокристаллических p-Si подложках с ориентацией (111).
Проведено исследование механизма проводимости в pSi-nSi1-xSnx гетероструктурах на основе твердого раствора Si1-xSnx, полученной жидкофазной эпитаксией. На основе анализа зависимости ln , определено значение коэффициента Френкеля и установлено, что нелинейность ВАХ этих структур обусловлена полевым эффектом Пула-Френкеля. А также оценена концентрация ионизованных центров (ловушек) Nt, значения которых сильно зависит от полевого эффекта.
Полученные экспериментальные и рас-четные результаты позволяют заключить, что в наших экспериментах при комнатной температуре наблюдается эффект Пула-Френкеля в pSi-nSi1-xSnx гетероструктурах. Наличие эффекта Пула-Френкеля в твердом растворе Si1-xSnx может позволить применять воздействие высоких напряжений на параметры различных приборов на основе этого полупроводника [8]. Наиболее реальным представляется применение эффекта Пула-Френкеля в преобразователях тепловой энергии в электрическую энергию на основе термовольтаического эффекта [9].
Список литературы
- Зайнабидинов С. З., Мадаминов Х. М. // Петербургский журнал электроники. 2017/ № 4/ С. 8.
- Saidov A. S., Usmonov Sh. N., Kalanov M., Madaminov Kh. M. // Technical Physics Letters. 2010. Vol. 36. № 9. Р. 827.
- Пашаев А. М., Тагиев Б. Г., Тагиев О. Б. // Физика твердого тела. 2013. Т. 55. № 5. С. 861.
- Зайнабидинов С. З., Саидов А. С., Мадаминов Х. М., Усмонов Ш. Н., Икромов А. Ш. // Доклады АН РУз. 2021. № 2. С. 40.
- Мадаминов Х. М. // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2021. № 2. С. 71.
- Саидов М. С. // Гелиотехника. 2006. № 4. С. 48.
- Нифтиев Н. Н., Алиджанов М. А., Тагиев О. Б., Мурадов М. Б. // Физика и техника полупроводников. 2003. Т. 37. № 2. С. 173.
- Жуков Н. Д., Михайлов А. И., Мосияш Д. С. // Физика и техника полупроводников. 2019. Т. 53. № 3. С. 340.
- Казанин М. М., Каминский В. В., Гревцев М. А. // Физика и техника полупроводников. 2019. Т. 53. № 7. С. 887.
- S. Z. Zainabidinov and Kh. M. Madaminov, Peterburgskii zhurnal elektroniki, No. 4, 8 (2017).
- A. S. Saidov, Sh. N. Usmonov, M. U. Kalanov, and Kh. M. Madaminov, Technical Physics Letters 36, 827 (2010).
- А. М. Kpashaev, B. G. Таgiev, and О. B. Tagiev, Physics of the Solid State 55, 861 (2014).
- S. Z. Zainabidinov, A. S. Saidov, X. M. Madaminov, Sh. N. Usmonov, and A. Sh. Ikromov, Dokladi Akademii Nauk Respubliki Uzbekistan, No. 2, 40 (2021).
- Kh. M. Madaminov, Herald of the Bauman Moskov State Technical University, Series Natural Sciences 92, 71 (2021).
- M. S. Saidov, Applied Solar Energy, No. 4, 48 (2006).
- N. N. Niftiev, M. A. Alidjanov, О. B. Tagiev, and M. B. Muradov, Semiconductors 37, 173 (2003).
- N. D. Zhukov, А. I. Mikhaylov, and D. S. Mosiyash, Semiconductors 53, 340 (2019).
- М. М. Kazanin, V. V. Kaminskii, and М. А. Grevcev, Semiconductors 53, 887 (2019).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Иванов И. Е.
Определение эффективной мощности микроволнового импульса 5
Сидилёв Д. В., Воронина Е. Д., Кожина О. И., Грудинин В. А., Столбовская Г. Н.
Азотирование стали 40х13 в индуктивно-связанной плазме: влияние потенциала смещения образца 16
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Нифтиев Н. Н., Мамедов Ф. М., Мурадов М. Б.
Электропроводность монокристаллов MnIn2Se4 в переменном электрическом поле 24
Мадаминов Х. М.
Полевые свойства pSi-nSi1-xSnx (0 x 0,04) гетероструктур 28
Утамурадова Ш. Б., Станчик А. В., Файзуллаев К. М., Бакиров Б. А.
Комбинационное рассеяния света монокристаллами кремния, легированных атомами хрома 33
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Азаматов З. Т., Утамурадова Ш. Б., Базарбаев Н. Н., Бекчанова М. Р., Азаматов Т. З., Бахромов А. Б.
Голографические свойства халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок 39
Константинов В. О., Щукин В. Г., Шарафутдинов Р. Г.
Получение поликристаллического кремния из моносилана газоструйным плазмохимическим методом. Моделирование и эксперимент 45
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Василяк Л. М., Кудрявцев Н. Н.
Особенности применения импульсных ксеноновых УФ-облучателей для обеззараживания воздуха и помещений 50
Блохин А. А., Ребров И. Е., Ямщиков В. А.
Детектирование токов в процессе электроформования на электроды, разделённые зазором 56
Гасанов А. Р., Гасанов Р. А., Рустамов А. Р., Ахмедов Р. A., Сулейманов И. И., Садыхов М. В.
Акустооптический спектрально-временной анализатор 62
Кузнецов В. Е., Дудник Ю. Д., Сафронов А. А., Ширяев В. Н., Васильева О. Б.
Исследование плазмотрона переменного тока для получения высокодисперсных порошков тугоплавких металлов 72
C O N T E N T S
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
I. E. Ivanov
Determining the effective power of a microwave pulse 5
D. V. Sidelev, E. D. Voronina, O. I. Kozhina, V. A. Grudinin, and G. N. Stolbovskaya
Nitriding of 40h13 steel in inductively coupled plasma: role of a bias potential 16
PHOTOELECTRONICS
N. N. Niftiyev, F. M. Mammadov, and M. B. Muradov
Electrical conductivity of MnIn2Se4 single crystals in an alternating electric field 24
Kh. M. Madaminov
Field properties of pSi-nSi1-xSnx (0 x 0.04) heterostructures 28
Sh. B. Utamuradova, A. V. Stanchik, K. M. Fayzullaev, and B. A. Bakirov
Raman scattering of light by silicon single crystals doped with chromium atoms 33
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Z. T. Azamatov, Sh. B. Utamuradova, N. N. Bazarbaev, M. R. Bekchanova, T. Z. Azamatov, and А. B. Baxromov
Holographic properties of chalcogenide glassy semiconductor (CGS) films 39
V. O. Konstantinov, V. G. Shchukin, and R. G. Sharafutdinov
Polycrystalline silicon production from monosilane by gas-jet plasma-chemical method. Modeling and experiment 45
PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS
L. M. Vasilyak and N. N. Kudryavtsev
The specificity of the usage of pulsed xenon UV irradiators for disinfection of air and rooms 50
A. A. Blokhin, I. E. Rebrov, and V. A. Yamshchikov
Detection of currents during electrospinning on two collector systems with a gap 56
A. R. Hasanov, R. A. Hasanov, A. R. Rustamov, R. A. Ahmadov, I. I. Suleymanov, and
М. V. Sadikhov
Acousto-optic spectral-time analyzer 62
V. E. Kuznetsov, Yu. D. Dudnik, A. A. Safronov, V. N. Shiryaev, and O. B. Vasilieva
Investigation of an alternating current plasma torch for obtaining highly dispersed powders of refractory metals 72
Другие статьи выпуска
Рассмотрены конструкции плазмотрона переменного тока и созданной на его базе плазмохимической установки по получению высокодисперсных порошков тугоплавких металлов, представлены экспериментальные исследования основных рабочих параметров и характеристик плазмотрона.
Акцентируется высокое научно-практическое значение проблемы быстрого обнаружения и измерения параметров радиосигналов в широкой полосе частот. Оцениваются особенности дифракции Брэгга в контексте синтеза мелкомасштабного быстродействующего измерителя радиочастот. Обсуждается схема измерителя радиочастот, которая составлена на основе дифракции Брэгга. Проводится схемно-математическое моделирование алгоритма функционирования предложенного устройства.
Доказывается возможность реализации многоканального приема радиоимпульсов путем подбора углов падения оптических пучков в апертуру фотоупругой ячейки, что позволяет использовать широкую полосу рабочих частот акустооптического модулятора в полном объеме. Сформулированные утверждения апробируются численными экспериментами. Результаты схемно-математического моделирования и расчетов натурно исследуются. Некоторые результаты натурных экспериментов приводятся в виде таблицы и осциллограмм, которые обсуждаются в контексте мелкомасштабного частотного анализа в заданном диапазоне.
Разработан датчик региструющий наноамперные токи с осадительных электродов в процессе смены точки осаждения полимерного волокна. Осуществлено измерение тока c электродов, разделённых зазором, в процессе электроформования. Показана корреляция между положением точки осаждения волокна и токами коллекторов с помощью одновременной записи показаний датчика тока и видеосъемки. Получены данные, совпадающие с теоретическим описанием, о временной задержке старта процесса электроформования в зависимости от питающего напряжения и концентрации раствора.
Анализ технологий УФ-обеззараживания воздуха и помещений показал, что происходит переход к УФ-облучателям с высокой средней мощностью (1–2 кВт). Эффективность обеззараживания импульсным ксеноновым источником полностью определяется классическим механизмом обеззараживания и полученной УФ-дозой. В качестве базового значения рекомендуется принять дозу 25 мДж/см2.
Предложен метод плазмохимического получения поликристаллического кремния. Метод основан на разложении моносилана, подаваемого в реактор в виде сверхзвуковой струи и активированного с помощью электронного пучка. Проведено газодинамическое моделирование распределения потерь кремния в процессе осаждения. Определены коэффициент разложения моносилана с помощью масс-спектрометрических измерений, а также коэффициенты прилипания кремния к поверхности и коэффициент использования моносилана при помощи газодинамического моделирования и весовых измерений.
Рассматривается возможности использования халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок (ХСП) для записи голографических информации. Приведены схемы и результаты исследования дифракционный эффективности в зависимости от времени экспозиции и голографических характеристик халькогенидных стеклообразных полупроводниковых пленок под влиянием -облучения. Установлено, что в интервале доз облучения (103–109 Р Рентген,) оптические свойства ХСП пленок и дифракционные эффективности записанных голограмм практически не меняются. Также доказано, что срок хранения записанных голограмм при определенных условиях составляет 15 лет и более.
Представлены экспериментальные результаты исследования монокристаллического Si (111), легированного хромом. Исследования проводились с использованием метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (Рамановская спектроскопия). Обнаружено, что легирование переходных элементов к чистому кремнию приводит к уменьшению интенсивности рамановских пиков в несколько раз, а также к образованию дополнительных пиков на спектрах.
Приведены результаты экспериментальных исследований частотных и температурных зависимостей электропроводности монокристаллов MnIn2Se4 в переменном электрическом поле. B MnIn2Se4 изменение электропроводности в зависимости от частоты можно объяснить следующим образом: в монокристаллах существуют кластеры, содержащие локализованные состояния с близкой энергией, и перескок электронов осуществляется между ними. Из температурных зависимостей проводимости определены энергии активации. Проводимость в этих монокристаллах характеризуется зонно-прыжковым механизмом.
Рассмотрено влияние амплитуды электрического потенциала смещения на структурные и функциональные свойства стали 40х13 при высокочастотном азотировании в индуктивно-связанной плазме смеси аргона, водорода и азота. В результате азотирования формируется трёхслойная структура в приповерхностном слое, кристаллическая структура которого зависит от прикладываемого к нему потенциала смещения. Толщина азотируемого слоя и шероховатость поверхности нелинейно зависят от амплитуды потенциала вследствие изменения интенсивности распыления поверхности ионами из плазмы. Износостойкость в условиях сухого трения и коррозионная стойкость стали 40х13 в растворе 3,5 масс. % NaCl повышаются по мере увеличения амплитуды потенциала смещения от -20 до -80 В, о чём свидетельствует снижение скорости износа от 5,010-4 до 4,810-7 мм3/(мН) и плотности тока коррозии от 1,610-9 до 1,710-10 А/см2, соответственно. Полученные результаты могут быть использованы для разработки дуплексной технологии обработки материалов.
Предложен метод определения мощности импульса или его фрагмента, основанный на понятии эффективного импульса, эффективной мощности и эффективного времени. Данная методика не зависит от формы и длительности осциллограммы импульса, а использует только вычисление энергии и определение координат центра тяжести квадрата амплитуды импульса. Это позволяет стандартизировать процедуру цифровой обработки сигнала для определения мощности независимо от длительности и формы импульса и спектрального состава.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400