Фотопроводимость в магнитном поле и фотомагнитный эффект в плёнках МЛЭ p-CdxHg1-xTe

• Автор: Протасов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Список условных сокращений и обозначений
КРТ - твердые растворы теллуридов кадмия и ртути
ик - инфракрасный
ЖФЭ - жидкофазная эпитаксия
ПФЭ - эпитаксия из паровой фазы
млэ - молекулярно - лучевая эпитаксия
ннз - неравновесные носители заряда
ФПУ - фотоприемное устройство
ФП - фотопроводимость
ФМЭ - фотомагнитный эффект
По - равновесная концентрация электронов
Ро - равновесная концентрация тяжелых дырок
Р/р - равновесная концентрация лёгких дырок
Мп - подвижность электронов
Мр - подвижность тяжелых дырок
Мір - подвижность лёгких дырок
тп - эффективная масса электронов в зоне проводимости
тр - эффективная масса тяжелых дырок
то - масса покоя электрона
е - элементарный заряд
- ширина запрещённой зоны
Е/ - уровень Ферми
А - величина спин-орбитального отщепления
Пі - собственная концентрация
Ту - время жизни в объёме полупроводника
- эффективное время жизни с учётом поверхностной рекомбинации
5/ - скорость поверхностной рекомбинации на передней границе плёнки
&2 - скорость поверхностной рекомбинации на задней границе плёнки
Р1 - концентрация дырок в валентной зоне, когда уровень Ферми совпадает с
уровнем рекомбинационного центра п1 - концентрация электронов в зоне проводимости, когда уровень Ферми совпадает с уровнем рекомбинационного центра С„ - коэффициент захвата электронов на рекомбинационный уровень
Ср - коэффициент захвата дырок на рекомбинационный уровень
Ы, - концентрация рекомбинационных центров
Е, - энергия рекомбинационного центра
п, - концентрация электронов на рекомбинационном центре
Ап - изменение концентрации электронов в зоне проводимости при освещении
Ар - изменение концентрации дырок в валентной зоне при освещении,
Ап, - изменение концентрации электронов на рекомбинационном центре при освещении
сг(В) - зависимость проводимости от магнитного поля
а^В) - продольная компонента тензора проводимости
сгху(В) - поперечная компонента тензора проводимости
К - коэффициент пропорциональности между концентрациями электронов на рекомбинационном центре и в зоне проводимости ли^В) фотопроводимости в геометрии Фарадея
Аи~{в) ' электронная компонента фотопроводимости в геометрии Фарадея
А С/“""(в) ' дырочная компонента фотопроводимости в геометрии Фарадея
иФП - фотопроводимость в геометрии Фойгта
иФПо - «собственная» компонента фотопроводимости в геометрии Фойгта
I]щ - магнитодиффузионная компонента фотопроводимости в геометрии Фойгта
Ифмэ - фотомагнитный эффект

1 Электрофизические и фогоэлектромагнитные свойства объёмных кристаллах и эпитаксиальных плёнках р-СйН§Те

(КРТ) (Литературный обзор)
1.1 Методы роста тройного раствора КРТ
1.2 Структура кристаллической решетки и зонная диаграмма
1.3 Физические свойства
1.3.1 Поглощение излучения
1.3.2 Время жизни носителей заряда
1.3.3 Концентрация носителей заряда
1.3.4 Подвижность носителей заряда
1.4 Фотомагнитный эффект и фотопроводимость в магнитном поле
1.5 Фотопроводимость и фотомагнитный эффект в варизонных полу
проводниках
1.6 Выводы к главе и постановка задачи
2 Методика проведения исследований
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Образцы и методика измерений
2.3 Определения концентрации и подвижности носителей заряда методом «спектра подвижности»
2.4 Подгонка теоретических выражений под экспериментальные данные
с использованием подгоночных параметров
3 Фотопроводимость в магнитном поле в геометрии Фарадея
3.1 Изменение проводимости образца в магнитном поле при освещении
3.2 Уравнение электронейтральности в случае доминирующей рекомбинации Шокли-Рида
3.3 Фотопроводимость в р-КРТ при низких температурах
3.4 Анализ экспериментальных результатов исследования ФП в геометрии Фарадея при низких температурах
3.5 Влияние рекомбинационных центров на ФП в геометрии Фарадея
3.6 Определение параметров глубоких центров в МЛЭ КРТ

к образцу изготавливались также из индия методом холодной сварки. Приготовленный таким способом образец показан на рис. 2.2.
2. Методом фотолитографии на формировалась классическая холловская структура (см. рис. 2.3). Меза-травление проводилось в 0.25% растворе Вг2:НВг. Скорость травления в этом растворе составляла 0.55 мкм/мин. Время травления выбиралось индивидуально для каждой структуры в зависимости от её толщины, так, чтобы незащищённая фоторезистом часть образца была стравлена до подложки. Индий на контактные площадки наносился также методом холодной сварки.
Как следует из результатов работы [108J, контакты из индия к образцам КРТ р-типа проводимости неомичны. Однако для наших образцов вследствие сравнительно большой площади контакта (»1 мм2) отклонений от закона Ома не наблюдалось. Так как сопротивление неомичного контакта обратно пропорционально его площади, то в случае большой площади его сопротивление много меньше сопротивления образца. Поэтому большая часть напряжения, приложенного к образцу, падает на самом материале, и лишь незначительная часть - на контакте. В области малых напряжений вольт-амперную характеристику контакта можно аппроксимировать линейной зависимостью. Качество контактов контролировалось по измерениям вольт-амперных характеристик (ВАХ). На рис. 2.4 приведены ВАХ контактов для одного из исследуемых образцов. Как видно из этого рисунка, все контакты омичны.
Образец укреплялся на держателе, конструкция которого показана на рис. 2.5. Образец 1 прижимался лапкой 4 из бериллиевой бронзы к сапфировой пластинке 2, приклеенной к держателю. Для лучшего теплового контакта между образцом и сапфировой пластинкой помещался слой термопасты 3. К контактам образца методом холодной сварки присоединялись тонкие серебряные проволочки, которые затем распаивались на контактные площадки держателя. Контактные площадки держателя соединялись с его выходным