Читать

Статья по физике на тему "Нанотехнологии получения фоточувствительных структур металл-диэлектрик(оксид)-прлупроводник"

Cкачать презентацию: Статья по физике на тему "Нанотехнологии получения фоточувствительных структур металл-диэлектрик(оксид)-прлупроводник"

Читать публикацию

Скачать презентацию

Вставить эту публикацию

Прочитать другие публикации на CdnPdf

Вставить код

Ничего не найдено.

Презентация по слайдам:

Слайд #1

Заведующий отделом Института солнечной энергии Академии наук Туркменистана, к.ф.-м.н.
Мелебаев Д.
НАНОТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР
МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК (ОКСИД)-ПОЛУПРОВОДНИК
(Наноструктуры Au-оксид -GaP)

Слайд #2

USE OF NANOTECHNOLOGY FOR PHOTOSENSITIVE STRUCTURES METAL-DIELECTRIC-SEMICONDUCTOR
(For example: Au-oxide-GaP nanostructure)

D.Melebayev, head of a department, candidate of science

Institute of Sun Energy,
Turkmenistan Academy of Scienses

Слайд #3

Здравствуйте дамы и господа, хочу выразить свою благодарность Китайскому Хубейскому университету за приглашение участвовать в китайско-туркменском инновационном форуме. Тема моего доклада: «Нанотехнологии получения фоточувствительных наноструктур метал-диэлектрик (оксид)-полупроводник, например, Au-Ga2O3(Fe)-n-GaP». Я работаю в институте Солнечной энергии Академии наук Туркменистана в г. Ашхабаде.
В последние годы в связи с требованиями медицины, биологии, военной техники и проблемой «озоновой дыры» сформировалась ультрафиолетовая фотоэлектроника. Её особенностью является необходимость регистрировать слабые сигналы, которые сильно влияют на жизнедеятельность человека и активность среды на фоне мощного видимого и инфракрасного излучения. Основой ультрафиолетовой электроники являются: p-n-структуры на основе Si, барьеры Шоттки на основе GaP, p-n-структуры и барьеры Шоттки A3 B5 (GaP, GaN, GaAlN) и A2 B6 (ZnO, ZnS) и др.
Известные полупроводниковые фотоприемники, предназначенные для измерений в ультрафиолетовой (УФ) области спектра 200-400 нм, имеют существенный недостаток - резкий спад фоточувствительности в диапазоне 250-315 нм и не пригодны для решения важнейших практических задач в области экологии, медицины, биологии. Проблема существенного повышения квантовой фоточувствительности

Слайд #4

полупроводниковых фотоприемников в ультрафиолетовой области в мировом масштабе остается пока не решенной. Этой проблемой занимаются крупнейшие научные и научно-промышленные центры мира в Японии, США, России, Китае и в Туркменистане. Решение этой проблемы является для Туркменистана актуальным и нужным, и будет иметь большое народно-хозяйственное значение. Основой фотоприемников УФ излучения служит поверхностно-барьерная структура металл-полупроводник GaP A3B5. Поверхностно-барьерная структура с туннельно-прозрачным диэлектрическим слоем Ga2O3 легированным железом является хорошим прототипом для создания высокоэффективного фотоприемника УФ (200-400 нм) диапазона. Промежуточный нанослой диэлектрика с шириной запрещенной зоны не менее5 эВ и толщиной не более 30-50 Å между полупроводником и полупрозрачным металлом действует как потенциальный барьера и препятствует переходу возбужденных излучением основных носителей из полупроводника в металл и, тем самым, увеличивает коэффициент разделения основных и неосновных носителей заряда и обеспечивает увеличение ультрафиолетовой фоточувствительности фотоприемника.
Настоящая тема направлена на разработку научно-технических основ создания высокоэффективных полупроводниковых фотоприемников УФ излучения на основе структур металл-диэлектрик-полупроводник (GaP) с тунельно-прозрачным слоем диэлектрика Ga2O3(Fe) и исследованию МДП

Слайд #5

наноструктуры Au-Ga2O3(Fe)-n-GaP в УФ области спектра.
Фоточувствительные MDS или MIS МДП наноструктуры Au-Ga2O3(Fe)-n-GaP созданы методом химического осаждения. Исследовались фотоэлектрические и электрические свойства структур. Морфология и структура оксидного слоя Ga2O3(Fe) исследовались на просвечивающем электронном и атомно-силовом микроскопах. В видимой (2-3 еВ) и УФ (5-6.2 эВ) областях спектра обнаружены новые закономерности. В длинноволновой части спектра наблюдается максимум при hνm=2.35 эВ. Это связано с образованием на границе раздела полупроводник-диэлектрик нанооксида железа (Fe2O3) с шириной запрещенной зоны Eg≈2.2 эВ (300К). В УФ диапазоне при hν>5.1 эВ обнаружены гигантская фоточувствительность, связанная с лавинным умножением в слое объемного заряда и свойствами нанослоев металла Au и широкозонного оксида Ga2O3(Fe). В оксидном слое обнаружены нанопроволоки с участием оксида железа, диаметр которых составляет 25-45 нм, а длина достигает 10-12 мкм. Токовая фоточувствительность структур вблизи hν=6.0 eV достигает типичною значения ~0,25 А/Вт при нулевом напряжении смещения. Показано, что коротковолновое УФ излучение сильно поглощается в нанопроволках. Обнаруженные явления в фоточувствительных МДП наноструктурах позволят создать новые типы фотоприемников ультрафиолетового излучения для практического применения.

Слайд #6

Photosensitive MIS nanostructures Au-Ga2O3(Fe)-n-GaP were made by chemical deposition method. Photoelectric and electric properties of this structures were researched. The oxide layer Ga2O3(Fe) morphology and structure were investigated on transmission and atomic-force electron microscopes. New regularity were discovered in visible (2-3 eV) and ultraviolet (UV) (5-6.2 eV) spectral regions. A spectral maximum was observed in long-wave spectral region (hνm = 2.35 eV). This accounts for iron nanooxide formation on the interface semiconductor-dielectric with energy gap width Eg ≈ 2.2 eV (300 K). In UV region at hν > 5.1 eV huge photosensitivity was discovered, this accounts for avalanche multiplication in a space-charge layer and properties of nanolayers of the metal Au and of the high energy-gap oxide Ga2O3(Fe). In a oxide layer nanowires with iron oxide were discovered, 25-45 nm in diameter and it's length was 10-12 μm. Typical value of structure current photosensitivity nearly hν = 6.0 eV achieves ~0.25 A/W under zero voltage bias. There's demonstrate that short-wave UV radiation is strongly absorbed in nanowires. This effects in photosensitive MIS nanostructures give an opportunity the new types of UV radiation photodetectors for practical application.