Электрические и фотоэлектрические свойства монокристаллов бора

• Автор: Муминов, Абдужаббор Ахатович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ташкент
• Количество страниц: 132 c. : ил

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ИЗУЧАЕМОМУ МАТЕРИАЛУ И

ИЗУЧАЕМЫМ ЭФФЕКТАМ

§ I.I. Структура и электрофизические свойства бора

§1.2. Эффекты переключения в полупроводниках

§1.3. Долговременно релаксирующие проводимости в

полупроводниках

§ 1.4. Эффект фотоэлектрической утомляемости в

полупроводниках

§ 1.5. Фотопроводимость и фотоэлектрическая память

в боре

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАЗДЫ

§ 2.1. Образцы
§2.2. Методика и техника электрических измерений
§ 2.3. Схема фотоэлектрических измерений
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ БОРА
§3.1. Токи, ограниченные пространственным зарядом
в монокристаллах бора
§3.2. Эффект переключения в J3 -ромбоэдрическом
кристаллическом и нитеобразном боре
§3.3. Электрическая память в кристаллическом и
нитеобразном боре
§3.4. Механизм эффекта переключения и электрической
памяти в монокристаллах бора
ГЛАВА 4. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ
' БОРА
§4.1. Термостимулированная проводимость в монокрис-

таллах бора
§4.2. Фотопроводимость и остаточная фотопроводимость
в монокристаллах бора
§4.3. Эффект фотоэлектрической утомляемости в монокристаллах бора
§ 4.4. Модельные объяснения фотоэлектрических явлений
в монокристаллах бора
ГЛАВА 5. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
МОНОКРИСТАЛЛОВ ВОРА
§ 5.1. Терморезисторы на основе монокристаллов бора
§ 5.2. Элементы электрической и оптической памяти на
основе монокристаллов бора
§5.3. Датчики давления на основе монокристаллов бора Ю7
ЗАКЛКИЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность теш. Развитие современной науки, техники и производства неразрывно связано с созданием новых приборов и аппаратур, способных работать при обычных и особо жестких условиях. Ранее такие приборы в основном изготавливались на основе таких хорошо изученных полупроводников как германий, кремний, арсенид галлия, селен. В последние годы сильно возросло число материалов, позволяющих наметить пути создания твердотельных приборов естественно новыми характеристиками и возможностями.
Одним из таких полупроводников является бор. Этот материал относится к числу малоизученных полупроводников и исследован лишь с точки зрения металлургии, кристаллохимии, физики твердого тела. Одной из причин такого положения является сложность методов получения высокочистого бора и отсутствие к настоящему времени чистого монокристаллического бора нужного размера. Также пока нет достаточно ясного представления о кристаллическом строении бора. В связи с этим области применения кристаллического бора до последних лет были ограничены. Усовершенствование технологии дало возможность получить монокристаллический бор с достаточно высокой чистотой (99,9999 % вес. отн.)
Хотя к настоящему времени существуют работы, посвященные исследованию электрических, оптических, фотоэлектрических свойств бора, однако полученные при этом экспериментальные данные являются недостаточными для однозначного определения структурных параметров, а также выяснения механизма электропроводимости и фотопроводимости этого полупроводника. Пока не до конца изучены зависимости физических свойств этого материала от кристаллографических направлений и легирующих элементов, а также

хода из высокоомного на низкоомное состояние отрицательный характер изменения сопротивления сохранялся. Общее изменение проводимости во всей области оказалось ~ 10^.
При низких температурах из-за улучшения теплоотвода из поверхности кристалла напряжения переключения с ростом Т увеличиваются. Напряжение поддержания (обратного переключения) во всех случаях с температурой почти не меняются (рис. 14).
Характерные кривые температурной зависимости тока переключения и тока поддержания представлены на рис. 15. Как видно из этого рисунка в рассмотренном .диапазоне Т ток переключения от температуры почти не зависит, а ток поддержания ( 0р ) линейно уменьшается с ростом температуры. Зависимость йп от Т в высокоомных и толстых образцах более сильная, чем в борной нити.
В .диапазоне 233 £ Т ^ 423 напряженность поля пробоя тоже зависит от темеературы. Сначала (в диапазоне 233 £ Т 5. 273 К) с ростом Т она увеличивается по сублинейному, а потом (при 273 Т ^ 423 К) по линейному закону. При более низких температурах (Т < 223 К) зависимость Еп (Г) опять приобретает линейный характер. При 77 К Еп превышает значения соответствующего температуре 473 К почти на 1,5 порядка (рис. 16).
Значение Е оказалось также зависимым от толщины и сопротивления образца. Причем эта зависимость проявляется лишь при толщинах о! Ж0 мкм, где с ростом толщины Е линейно уменьшается (рис. 17). Зависимость Ип от сопротивления образца проявляется при Я > Ю6 Ом и при этом с ростом сопротивления образцов Е увеличивается (рис. 18).
При переходе из высокоомного состояния на низкоомное наблюдается свечение и накаливание образца. Яркость накаливания при контактной области оказывается больше, чем в остальных частях кристалла. При последующем увеличении напряжения поддержа-