Явления электронного переноса в анизотропных и низкоразмерных полупроводниковых структурах

• Автор: Филиппов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 357 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Особенности явлений электронного переноса в полупроводниковых монокристаллах и пленках с анизотропией проводимости
1.1. Явления электронного переноса в анизотропных токопроводящих средах и методы их исследования (обзор литературы)
1.2. Распределение электрического потенциала в анизотропных полупроводниковых пленках
1.2.1. Распределение электрического потенциала в неограниченных анизотропных пленках
1.2.2. Распределение потенциала в ограниченных анизотропных полупроводниках, вырезанных вдоль кристаллографических осей
1.2.3. Распределение потенциала в анизотропных полупроводниках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
1.3. Расчет распределения потенциала в объемных анизотропных полупроводниковых кристаллах
1.3.1. Распределение потенциала токового зонда к анизотропному проводящему полупространству
1.3.2. Расчет электрического потенциала в прямоугольных образцах
1.3.3. Распределение потенциала в анизотропных дисках и шайбах
1.4. Особенности растекания электрического тока и распределения потенциала в ограниченных анизотропных полупроводниках
1.4.1. Компьютерное моделирование распределений электрического поля и линий тока в анизотропных полупроводниках
1.4.2. Анализ распределения электрического поля в анизотропных полупроводниках
1.4.3. Влияние анизотропии на сопротивление растекания
в ограниченных полупроводниках
1.5. Моделирование электрических полей в слоистых полупроводниковых структурах
1.5.1. Электрическое поле токового зонда к слоистой полупроводниковой пленке
1.5.2. Моделирование электрических полей в слоистых анизотропных полупроводниковых структурах
1.6. Экспериментальная проверка теоретических расчетов
Выводы и результаты первой главы
Глава 2. Макроскопическая модель эффектов Холла и магнетосопротивления в анизотропных полупроводниках
2.1. Экспериментальные и теоретические методы исследования гальваномагнитных явлений в полупроводниках (обзор литературы)
2.1.1. Гальваномагнитные явления в полупроводниках
и экспериментальные методы их исследования
2.1.2. Решение краевой задачи Неймана с неоднородными граничными условиями для эффекта Холла в изотропных полупроводниках
2.2. Макроскопическая теория эффектов Холла и Гаусса в анизотропных полупроводниках
2.2.1. Теоретический расчет распределения потенциала
в ограниченных анизотропных полупроводниках при наличии внешнего магнитного поля
2.2.2. Эффекты Холла и Г аусса в анизотропных кристаллах и пленках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
2.3. Компьютерное моделирование электрического поля
в ограниченных анизотропных полупроводниках при наличии внешнего магнитного поля
2.4. Разработка методов исследования эффектов Холла
и магнетосопротивления в анизотропных полупроводниках
2.4.1. Определение компоненты тензора коэффициента Холла в анизотропных полупроводниках, вырезанных вдоль кристаллографических осей
2.4.2. Особенности исследования эффекта Холла в анизотропных полупроводниках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
2.4.3. Методика исследования величины магнетосопротивления в ограниченных анизотропных полупроводниках
2.4.4. Измерение магнетосопротивления при расположении контактов
на периметре образцов
2.5. Распределение электрических полей при холловских измерениях
в анизотропных полупроводниковых кристаллах
2.6. Экспериментальная проверка. Практические рекомендации
2.6.1. Исследования эффектов Холла и Гаусса в изотропных полупроводниках
2.6.2. Экспериментальные данные по исследованию эффекта Холла и Гаусса в анизотропных полупроводниках
Выводы и результаты второй главы
Глава 3. Разработка и теоретическое обоснование методов исследования свойств анизотропных и неоднородных
полупроводниковых структур
3.1. Контактные методы исследования кинетических свойств полупроводников (обзор литературы)
3.1.1. Значение свойств контактов металл-полупроводник в электронике
3.1.2. Зондовые методы исследования полупроводниковых материалов
3.2. Получение и исследование свойств никелевых контактов
к полупроводниковым материалам
3.2.1. Капельный метод электрохимического осаждения контактов металл-полупроводник и исследование их свойств

трудно показать, что в анизотропных полупроводниках, вырезанных вдоль кристаллографических осей, имеют место равенства:
[У,Е] = го1Е = 0;[У,]] = го1] = ег.|(а,-о,)*0. (1.2.35)
дхду
Данные выражения указывают на то, что в образце существует вихревая составляющая вектора плотности тока ], в то время как электрическое поле Е является потенциальным, безвихревым. Эту составляющую имеет смысл назвать вихревыми токами анизотропии (ВТА), так как согласно расчетам, ВТА существуют в анизотропных материалах. В соответствии с вышеуказанным, ВТА нами моделировались в дальнейшем как отдельная составляющая плотности тока в анизотропных полупроводниках [54, 62, 63].
1.2.3. Распределение потенциала в анизотропных полупроводниках, вырезанных под углом к кристаллографическим осям
Рассмотрим распределение электрического поля в анизотропном образце для более общего случая: монокристалл вырезан так, что главные оси тензора электропроводимости составляет угол 0 с границами образца, токовые контакты расположены на противоположных боковых гранях и образец является тонким (рис. 1.6).
В данном случае тензор удельной электропроводности принимает вид:

XX °ху
ЪуХ &уу
(1.2.36)
а его компоненты определяются равенствами [57]:
ахї=аі'соз20+ст2-зіп20, (1.2.37)
ст>у=ст2'соз2©+аі-8т20, (1.2.38)
о,лу=сг=О.5(а1-а2)-зт20. (1.2.39)
Здесь Сті и ст2 - главные компоненты тензора электропроводимости кристалла.
Будем считать, что толщина образца с/ значительно меньше его длины а и ширины Ь, а контакты 1, 2 изготовлены на периметре образца по всей его тол-