Научный архив: статьи

Актуальность и цели. Прозрачные проводящие оксиды на основе SnO₂: Sb представляют собой перспективный материал для создания прозрачных электродов в оптоэлектронных устройствах. Понимание механизмов проводимости и релаксации носителей заряда в этих материалах имеет большое значение для оптимизации их электрофизических свойств. Целью исследования является анализ зависимостей времени релаксации от концентрации электронов, проводимости и подвижности в SnO₂: Sb на основе использования различных методов интерполяции и аппроксимации, а также сопоставление полученных результатов с теорией Друде.

Материалы и методы. Использованы результаты экспериментальных данных об электрофизических параметрах для образцов SnO₂: Sb, в том числе концентрации электронов ( n ), проводимости (σ), подвижности (μ) и времени релаксации (τ). Для обработки данных применены три метода интерполяции: линейная интерполяция, интерполяция Акимы и кубический сплайн. Аппроксимация осуществлена методом наименьших квадратов с использованием полиномов первой степени.

Результаты. Выполнен сравнительный анализ различных методов интерполяции для зависимостей времени релаксации от влияющих факторов. Установлено, что зависимость времени релаксации от подвижности хорошо описывается линейной интерполяцией, что соответствует теории Друде. Для остальных зависимостей времени релаксации наиболее подходящей является интерполяция Акимы, учитывающая нелинейный характер зависимостей. Кубический сплайн демонстрирует осцилляции в областях с резкими изменениями данных. Полученные результаты согласуются с результатами, полученными на основе теории Друде.

Выводы. Результаты экспериментального исследования SnO₂: Sb хорошо согласуются с теорией Друде для описания электрофизических свойств прозрачных проводящих оксидов. Даны рекомендации по выбору метода интерполяции с учетом физической природы анализируемых зависимостей. Полученные результаты целесообразно использовать для оптимизации технологических режимов процесса получения SnO₂: Sb с заданными электрофизическими свойствами.

Актуальность и цели. В настоящее время значительный интерес представляют способы бесконтактного управления диэлектрическими свойствами полупроводниковых наноструктур и окружающей их матрицы. Оптическая модуляция диэлектрической проницаемости в сочетании с управляемыми туннельными процессами дают возможность направленного изменения свойств низкоразмерных структур и, как следствие, оптимизации характеристик приборов полупроводниковой наноэлектроники. В этой связи полупроводниковые квантовые точки, туннельно-связанные с окружающей матрицей, представляют интерес, так как в таких структурах возможно образование примесных комплексов A + + e, фотовозбуждение которых может приводить к фотодиэлектрическому эффекту (ФДЭ). Цель работы заключается в теоретическом исследовании влияния туннельной прозрачности потенциального барьера на ФДЭ, связанный с возбуждением примесных комплексов A + + e в квазинульмерных структурах во внешнем магнитном поле.

Материалы и методы. Относительное изменение диэлектрической проницаемости (ОИДП) рассчитано в дипольном приближении. Кривые полевой зависимости ОИДП построены для InSb квантовой точки. Численные расчеты и построение графиков проводились с помощью систем численной математики Mathcad 14.0 и Wolfram Mathematica 10.2.

Результаты. В дипольном приближении исследована зависимость ОИДП в квазинульмерной полупроводниковой наноструктуре от величины индукции внешнего магнитного поля и параметров 1D-диссипативного туннелирования. Выявлен дихроизм ФДЭ, связанный с наличием внешнего магнитного поля. Показано, что внешнее магнитное поле подавляет ФДЭ, что связано с усилением локализации электронной волновой функции в магнитном поле, а также с модификацией электронного адиабатического потенциала. Показано, что величина ОИДП зависит от параметров диссипативного 1D-туннелирования.

Выводы. В магнитном поле возможно эффективное управление ФДЭ за счет модификации электронного адиабатического потенциала и электронной волновой функции путем варьирования параметров диссипативного туннелирования.

Актуальность и цели. Прозрачные проводящие оксиды (ППО) на основе диоксида олова (SnO₂), легированного сурьмой (Sb), представляют значительный интерес для современных технологий благодаря уникальному сочетанию высокой прозрачности в видимом диапазоне и хорошей электрической проводимости. Такие материалы широко применяются в оптоэлектронике, солнечных элементах и сенсорных устройствах. Однако для оптимизации их свойств необходимо глубокое понимание механизмов переноса заряда, что может быть достигнуто с использованием классической теории Друде. Целью данной работы является анализ на основе теории Друде электронных и оптических свойств тонкопленочных покрытий SnO₂: Sb, полученных методом спрей-пиролиза, а также исследование влияния концентрации носителей заряда и подвижности на проводимость и плазменную частоту.

Материалы и методы. Тонкопленочные покрытия SnO₂: Sb получены методом спрей-пиролиза на стеклянных подложках. Концентрация носителей заряда n определялась с помощью эффекта Холла, а удельное сопротивление измерялось четырехточечным методом. Для анализа электрофизических свойств использована классическая теория Друде, которая позволила рассчитать подвижность носителей, время релаксации и плазменную частоту. Оптические свойства исследовались с использованием спектроскопии в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.

Результаты. Проводимость пленок SnO₂: Sb варьируется в диапазоне от 103 до 104 См/м в зависимости от степени легирования сурьмой. Подвижность носителей заряда находится в диапазоне от 4,83 ∙ 10-4 до 15,91 ∙ 10-4 м2/(В⋅с). Плазменная частота принадлежит диапазону от 1,19 ∙ 1014 до 7,94 ∙ 1014 рад/с, что соответствует длинам волн от 378 до 2520 нм. Пленки SnO₂: Sb демонстрируют высокую прозрачность (более 80 %) в видимом диапазоне для образцов с низкой концентрацией носителей. С увеличением концентрации носителей наблюдается сдвиг плазменной частоты в ультрафиолетовую область, что приводит к снижению прозрачности в видимом диапазоне. Дрейфовая скорость линейно возрастает с увеличением напряжения ( U ) и уменьшается с увеличением расстояния ( d ) между контактами. Для образцов с высокой подвижностью дрейфовая скорость достигает значений 13,25∙10-4 при U = 5 мВ и d = 5 мм.

Выводы. На основе теории Друде выполнен анализ электрофизических и оптических свойств тонкопленочных покрытий SnO₂: Sb, что позволило установить возможность оптимизации проводимости и прозрачности материала посредством варьирования степени легирования сурьмой. Показано, что дрейфовая скорость носителей заряда зависит от подвижности, напряжения и геометрии образца. Это открывает возможности для проектирования устройств с улучшенными характеристиками. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования SnO₂: Sb в оптоэлектронных устройствах, где требуется сочетание высокой прозрачности и проводимости.