首页 > 最新文献

Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»最新文献

英文 中文
Влияние эффекта Пельтье на границе ВСМ– Si(Mn), содержащей пористость,на процесс инжекции носителей заряда peltier效应在vm - Si(Mn)边界,多孔性,对电荷载体注入过程的影响
A. С. Орехов, Т.С. Камилов
Исследование электрических и фотоэлектрических свойств кремния, легированного марганцем(Si), проводилось в течение длительного времени [1]. В дальнейшем изучались физикохимические процессы, происходящие в приповерхностном слое и в объемной части кремния придиффузионном легировании марганцем из паровой фазы. Было показано, что при диффузии Mn в Siна поверхности кремния происходит образование высшего силицида марганца (ВСМ) Mn4SI7.Исследуемые диоды Mn4Si7-Si-Mn4Si7 и Mn4SI7-Si-M изготавливали с помощьюдиффузионного легирования кремния марки КДБ–10 марганцем. Параметры исследуемойгетероструктуры при Т = 300 К: слой ВСМ (Mn4Si7) имеет толщину 7 – 10 мкм, проводимость σ ≈ 20(Ом · см) –1, р-типа с концентрацией носителей ~1019– 1020 см–3; база структуры Siпроводимостью i-типа с концентрацией носителей 1011– 1012 см–3; площадь токовых контактов ВСМи М – 2ˑ10–2 см–2: длина базовых областей – от 0,3 до 1 см. Контакт (М) создавался путем нанесениясплавов NiGa или AlGa. Электрические и фотоэлектрические характеристики структур снималисьнепосредственно в жидком азоте, а также в специальном криостате. В качестве источника светаиспользовался арсенид галлиевый светодиод, интенсивность излучения которого регулироваласьзаданием прямого тока диода. Переходная область структуры и ее элементный состав на границераздела ВСМ – Si исследовалась методами электронной дифракции и электронноймикроскопии. При измерении Фото-ВАХ установлено, что при значениях фототока Iф~4∙10-4 Апроисходило пузырьковое кипение жидкого азота, а при токах свыше Iф ≥10-3 А происходилопленочное кипение на приграничной области контакта, т.е. на границе раздела Mn4Si7 и Si.Методом фокусированного ионного пучка галлия Ga+был приготовлен поперечный срез пленкиВСМ на подложке кремния. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлено наличиепористого слоя вдоль границы раздела Mn4Si7 и Si. Расстояние между порами в среднемсоставляло t~1-1,5 мкм. Установлено, что контакты Si- Mn4SI7имеют не сплошной характер,«стягивание» линий тока к контактным точкам может приводить к появлению в подобной областиповышенного сопротивления и, соответственно, локального выделения высокой электрическоймощности и нагрев Пельтье. На основе исследований гетероструктур при низких температурахустановлено, что освещение собственным светом при фототоке Iph ≥ 1 ma, и нагрев вследствиеэффекта Пельтье, приводят к существенному перегреву границы раздела, обусловленномуфототермоэлектрическим эффектом. Фототермоэлектрический эффект на границе раздела Мn4Si7 сSi (нагрев Пельтье) и поры на границе раздела силицида с кремнием приводят к разделениюфотогенерированных носителей заряда (электронов и дырок), вследствие чего на порядкиусиливается фоточувствительность гетероструктур.
在很长一段时间里,研究了锰(Si)合金的电和光电特性(1)。随后,研究了在表面层和硅体中发生的物理化学过程,以及蒸汽阶段锰的扩散掺杂。有证据表明,当硅表面的Mn扩散时,会产生Mn4SI7。Mn4Si7-Si-Mn4Si7和Mn4Si7-Si-M的二极管是由kdb - 10锰的扩散合金制成的。t = 300 k: m (Mn4Si7)层(Mn4Si7)厚度7 - 10 km;i型si导率基准,载体浓度为1011 - 1012厘米- 3;电流接触ВСМиm - 2ˑ10面积长2厘米- 2:基本领域接触0.3至1厘米(m)创建нанесениясплав《NiGa或AlGa道路。结构的电和光电特征直接在液氮和特殊低温下被捕获。光的来源是阿森尼德·加里亚led,它的辐射强度是由二极管电流的直接电流控制的。wm - Si边界上的结构和元素组成的过渡区域被电子衍射和电子显微镜检查。照片测量表明,当10-4的光电时,液氮的气泡沸腾发生了,在接触边界区域,即Mn4Si7和Si的边界上发生了胶膜沸腾。加加号聚焦离子束的方法在硅底座上准备了薄膜的横截面。扫描电子显微镜显示,在Mn4Si7和Si的边界上有一个开放的层。平均孔之间的距离是t~1- 1.5 m。事实证明,Si- mn4si77s接触并非一触即发,而是将电流“拉近”到接触点可能导致这种高电阻区域以及由此产生的高功率局部排出和加热佩尔蒂埃。根据对低温异质结构的研究,Iph 1 ma光电的照射和peltier效应的加热会导致分区边界的重大过热,这是由于光电效应。在mn4si7 csi(加热peltier)和硅酸盐和硅之间的毛孔之间的光电效应会导致光电生成(电子和洞)载体的分离,导致异质结构的光敏敏感度成倍增加。
{"title":"Влияние эффекта Пельтье на границе ВСМ– Si(Mn), содержащей пористость,\u0000на процесс инжекции носителей заряда","authors":"A. С. Орехов, Т.С. Камилов","doi":"10.34077/rcsp2019-144","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-144","url":null,"abstract":"Исследование электрических и фотоэлектрических свойств кремния, легированного марганцем\u0000(Si), проводилось в течение длительного времени [1]. В дальнейшем изучались физикохимические процессы, происходящие в приповерхностном слое и в объемной части кремния при\u0000диффузионном легировании марганцем из паровой фазы. Было показано, что при диффузии Mn в Si\u0000на поверхности кремния происходит образование высшего силицида марганца (ВСМ) Mn4SI7.\u0000Исследуемые диоды Mn4Si7-Si-Mn4Si7 и Mn4SI7-Si-M изготавливали с помощью\u0000диффузионного легирования кремния марки КДБ–10 марганцем. Параметры исследуемой\u0000гетероструктуры при Т = 300 К: слой ВСМ (Mn4Si7) имеет толщину 7 – 10 мкм, проводимость σ ≈ 20\u0000(Ом · см) –1\u0000, р-типа с концентрацией носителей ~1019\u0000– 1020 см–3\u0000; база структуры Si\u0000проводимостью i-типа с концентрацией носителей 1011\u0000– 1012 см–3\u0000; площадь токовых контактов ВСМ\u0000и М – 2ˑ10–2 см–2\u0000: длина базовых областей – от 0,3 до 1 см. Контакт (М) создавался путем нанесения\u0000сплавов NiGa или AlGa. Электрические и фотоэлектрические характеристики структур снимались\u0000непосредственно в жидком азоте, а также в специальном криостате. В качестве источника света\u0000использовался арсенид галлиевый светодиод, интенсивность излучения которого регулировалась\u0000заданием прямого тока диода. Переходная область структуры и ее элементный состав на границе\u0000раздела ВСМ – Si исследовалась методами электронной дифракции и электронной\u0000микроскопии. При измерении Фото-ВАХ установлено, что при значениях фототока Iф~4∙10-4 А\u0000происходило пузырьковое кипение жидкого азота, а при токах свыше Iф ≥10-3 А происходило\u0000пленочное кипение на приграничной области контакта, т.е. на границе раздела Mn4Si7 и Si.\u0000Методом фокусированного ионного пучка галлия Ga+\u0000был приготовлен поперечный срез пленки\u0000ВСМ на подложке кремния. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлено наличие\u0000пористого слоя вдоль границы раздела Mn4Si7 и Si. Расстояние между порами в среднем\u0000составляло t~1-1,5 мкм. Установлено, что контакты Si- Mn4SI7имеют не сплошной характер,\u0000«стягивание» линий тока к контактным точкам может приводить к появлению в подобной области\u0000повышенного сопротивления и, соответственно, локального выделения высокой электрической\u0000мощности и нагрев Пельтье. На основе исследований гетероструктур при низких температурах\u0000установлено, что освещение собственным светом при фототоке Iph ≥ 1 ma, и нагрев вследствие\u0000эффекта Пельтье, приводят к существенному перегреву границы раздела, обусловленному\u0000фототермоэлектрическим эффектом. Фототермоэлектрический эффект на границе раздела Мn4Si7 с\u0000Si (нагрев Пельтье) и поры на границе раздела силицида с кремнием приводят к разделению\u0000фотогенерированных носителей заряда (электронов и дырок), вследствие чего на порядки\u0000усиливается фоточувствительность гетероструктур.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"546 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116248810","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Структура методик измерения параметров ФПУ второго поколения 第二代法参数测量方法结构
Нормативная база методик измерения фотоприёмников и фотоприемных устройств (ФПУ) вРоссии не обновлялась с 80-х годов ХХ века [1]. За этот период в России был освоен выпуск ФПУвторого поколения, для которых используется иная система параметров и измерительноеоборудование с высокой степенью автоматизации.К настоящему времени в России сложились предпосылки к формированию стандартов, измеренияпараметров ФПУ второго поколения. Как и в стандарте [1], в перспективном стандарте должны бытьрешены вопросы прослеживаемости измерений и определения их погрешности.Для решения поставленной задачи в АО «НПО «Орион» были выполнена работа поупорядочиванию структуры методик измерения параметров ИК и УФ ФПУ второго поколения.Помимо основных методик измерения, которые наиболее полно приведены в [2,3], в комплекснуюструктуру методик измерения включены методики контроля вспомогательного оборудования (блокиэлектронной обработки, программное обеспечение, источники излучения и т. д.), поскольку данноеоборудование вносит погрешности в результат измерения. При этом для вспомогательногооборудования должны быть нормированы некоторые специфические параметры, не отраженные внормативной документации (описании типа и др.).На основании приведенной комплексной структуры методик измерения параметров ИК и УФФПУ второго поколения возможно решение задачи метрологического обеспечения: обеспечитьсостояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах измерений(величин) и оценены неопределенности, или пределы погрешностей результатов измерений невыходят за установленные пределы.Данная структура имеет большой потенциал развития и впоследствии может стать основойсоответствующего Государственного стандарта Российской Федерации.
自20世纪80年代以来,俄罗斯的光电接收器和光电接收设备测量标准数据库(1)一直没有更新。在此期间,俄罗斯开发了一种不同的参数系统和自动化程度较高的测量设备。到目前为止,俄罗斯已经有了建立标准的先决条件,以测量第二代pcu的参数。与标准(1)一样,未来标准必须解决测量可追溯性和误差的问题。为了解决ao“猎户座”的任务,执行了一项任务,通过测量第二代的红外和紫外参数来排序结构。除了在[2.3]中最完整的基本测量方法外,测量方法的综合结构还包括辅助设备控制(电子干扰、软件、辐射源等),因为这些设备在测量结果中存在误差。对于辅助设备,必须标准化一些不受规范文件(类型等描述)影响的特定参数。根据所述综合结构,测量基准和第二代计量目标的方法有可能解决度量问题:确保测量结果以合法单位(数值)表示并评估不确定性,或测量结果误差范围不超出规定范围。这种结构具有巨大的发展潜力,并可能成为俄罗斯联邦的国家标准的基础。
{"title":"Структура методик измерения параметров ФПУ второго поколения","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-55","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-55","url":null,"abstract":"Нормативная база методик измерения фотоприёмников и фотоприемных устройств (ФПУ) в\u0000России не обновлялась с 80-х годов ХХ века [1]. За этот период в России был освоен выпуск ФПУ\u0000второго поколения, для которых используется иная система параметров и измерительное\u0000оборудование с высокой степенью автоматизации.\u0000К настоящему времени в России сложились предпосылки к формированию стандартов, измерения\u0000параметров ФПУ второго поколения. Как и в стандарте [1], в перспективном стандарте должны быть\u0000решены вопросы прослеживаемости измерений и определения их погрешности.\u0000Для решения поставленной задачи в АО «НПО «Орион» были выполнена работа по\u0000упорядочиванию структуры методик измерения параметров ИК и УФ ФПУ второго поколения.\u0000Помимо основных методик измерения, которые наиболее полно приведены в [2,3], в комплексную\u0000структуру методик измерения включены методики контроля вспомогательного оборудования (блоки\u0000электронной обработки, программное обеспечение, источники излучения и т. д.), поскольку данное\u0000оборудование вносит погрешности в результат измерения. При этом для вспомогательного\u0000оборудования должны быть нормированы некоторые специфические параметры, не отраженные в\u0000нормативной документации (описании типа и др.).\u0000На основании приведенной комплексной структуры методик измерения параметров ИК и УФ\u0000ФПУ второго поколения возможно решение задачи метрологического обеспечения: обеспечить\u0000состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах измерений\u0000(величин) и оценены неопределенности, или пределы погрешностей результатов измерений не\u0000выходят за установленные пределы.\u0000Данная структура имеет большой потенциал развития и впоследствии может стать основой\u0000соответствующего Государственного стандарта Российской Федерации.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"11 3 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"126215371","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Новые электронные состояния на интерфейсе p-GaN(Cs,O)-вакуумпри больших (Cs,O)-покрытиях
Фотокатоды с эффективным отрицательным электронным сродством (ОЭС), созданные на основеэпитаксиальных p-GaN – слоёв с субмонослойными (Cs,O) –покрытиями, обладают высокойквантовой эффективностью в УФ – области спектра. Фотоприёмники с такими фотокатодами широкоиспользуются в системах дистанционного контроля потерь электроэнергии на высоковольтныхустановках и линиях электропередачи, а также в важных системах специального назначения.Несмотря на существенные успехи в разработках p-GaN(Cs,O)-фотокатодов для УФ –фотоприёмников, связи неупорядоченной атомной структуры интерфейсов p-GaN(Cs,O)-вакуум с ихфото - и термо - эмиссионными свойствами изучены недостаточно. Существующие методикиформирования оптимального (Cs,O) – покрытия (оп), обеспечивающего максимальную вероятностьвыхода фотоэлектронов из p-GaN(Cs,O) – фотокатода в вакуум (Pe), найдены эмпирически и негарантируют достижения её физически – предельного значения. Пытаясь глубже понятьзакономерности формирования атомной структуры и энергетической диаграммы ОЭС – интерфейсаp-GaN(Cs,O) – фотокатода, мы впервые изучили в данной работе спонтанные изменения Pe(t) иэнергетических распределений фотоэлектронов (ne(lon,t)), эмитированных из фотокатода с (Cs,O) –покрытием, «толщина» которого существенно превышала оп. Для измерения ne(lon,t) -распределений мы установили в камеру формирования (Cs,O) – покрытия простейший электронныйспектрометр с однородным тормозящим электрическим полем [1]. Эксперименты проводились вэкстремально – высоком вакууме, в котором изменения Pe(t) в результате адсорбции остаточных газовбыли невелики [1]. На поверхность p-GaN было нанесено (Cs,O) – покрытие в три раза превышающееоп. Результаты измерений эволюции ne(lon,t) – распределений во времени показаны на рисунке.Время t на рисунке соответствуют интервалу времени между моментом завершения нанесения (Cs,O)– покрытия и моментом измерениясоответствующего ne(lon) – распределения.Энергетические положения дна зоныпроводимости (cb) в объёме p-GaN-слояобозначены на рисунке вертикальнымистрелками соответствующего цвета. Необычнойособенностью ne(lon) – распределений на рисункеявляется узкий пик, расположенный при малыхlon. Из рисунка следует, что амплитуда пикаснижалась в течение первых ~ 60 часов, в товремя как изменения энергетического положенияего максимума и положения cb в течение этоговремени оказались близки к погрешностиизмерений. Отметим, что формавысокоэнергетического крыла ne(lon) –распределения в течение первых ~ 50 часовфактически не изменялась. Дальнейшее увеличение t сопровождалось смещением cb в областьменьших lon и выраженным снижением амплитуды высокоэнергетического крыла ne(lon) –распределения из – увеличения вероятности рассеяния и рекомбинации выходящих в вакуумфотоэлектронов. Мы полагаем, что возникновение пика в ne(lon) – распределениях связано срезонансным электронным состоянием на интерфейсе p-GaN(Сs,O)-вакуум, увеличивающимвероятность выхода электронов.
具有有效负电子相似性的光电阴极(ecd),基于p-GaN (Cs)层(O),在光谱领域具有高量子效率。具有这种光电阴极的光电接收器在高压输电线和重要的特殊用途系统中广泛使用。尽管p-GaN(Cs,O -光电阴极)在uf -光电接收器方面取得了重大进展,但p-GaN(Cs,O)-真空与它们的照片和热发射特性还没有得到充分的研究。现有методикиформирован最佳O (Cs),覆盖(经验),提供最高вероятностьвыход光电子p - GaN (Cs中的O)——光电阴极真空(Pe),找到实证和негарантир成就她的身体——极限值。试图深入понятьзакономерн形成原子结构和能量图eco -интерфейсаp GaN (O) Cs -光电阴极,我们第一次在数据研究工作自发Pe (t)光电子иэнергетическ分布变化(ne(lon, t))、发行(O) Cs -从光电阴极涂层高于“厚度”的经验。测量ne(lon, t)分配我们安装相机O (Cs),形成覆盖只是электронныйспектрометр均匀电场的[1]。实验发生在极端高真空中,由于残余气体的吸收,Pe(t)的变化很小。p - GaN受到表面涂层(O) Cs -三倍经验。测量结果进化ne(lon, t)时间分布是图纸上放映。如图相关之间的时间间隔t时刻完成O (Cs),造成涂层和时刻измерениясоответствne(lon)分布。能源地位底зоныпроводим(cb), p - GaNслояобознач体积图вертикальнымистрелк相应的颜色。необычнойособенne(lon)是分布在рисункеявля窄峰位于稍有lon。从画下,振幅пикаснижа第一~ 60小时,最多能源положения段时间变化和位置погрешностиизмеренэтоговремен原来近内cb。指出,机翼формавысокоэнергетическne(lon) ~ 50часовфактическ内分布不作弊。进一步增加t陪同位移cbобластьменьшlon和减少振幅高能表情翅膀ne(lon)是分布式的вакуумфотоэлектрон出来散射和重组的可能性增大。我们认为出现峰值ne(lon)界面上的电子态分布срезонансн有关p - GaN (O)Сsувеличивающимвероятн真空电子出口。
{"title":"Новые электронные состояния на интерфейсе p-GaN(Cs,O)-вакуум\u0000при больших (Cs,O)-покрытиях","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-132","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-132","url":null,"abstract":"Фотокатоды с эффективным отрицательным электронным сродством (ОЭС), созданные на основе\u0000эпитаксиальных p-GaN – слоёв с субмонослойными (Cs,O) –покрытиями, обладают высокой\u0000квантовой эффективностью в УФ – области спектра. Фотоприёмники с такими фотокатодами широко\u0000используются в системах дистанционного контроля потерь электроэнергии на высоковольтных\u0000установках и линиях электропередачи, а также в важных системах специального назначения.\u0000Несмотря на существенные успехи в разработках p-GaN(Cs,O)-фотокатодов для УФ –\u0000фотоприёмников, связи неупорядоченной атомной структуры интерфейсов p-GaN(Cs,O)-вакуум с их\u0000фото - и термо - эмиссионными свойствами изучены недостаточно. Существующие методики\u0000формирования оптимального (Cs,O) – покрытия (оп), обеспечивающего максимальную вероятность\u0000выхода фотоэлектронов из p-GaN(Cs,O) – фотокатода в вакуум (Pe), найдены эмпирически и не\u0000гарантируют достижения её физически – предельного значения. Пытаясь глубже понять\u0000закономерности формирования атомной структуры и энергетической диаграммы ОЭС – интерфейса\u0000p-GaN(Cs,O) – фотокатода, мы впервые изучили в данной работе спонтанные изменения Pe(t) и\u0000энергетических распределений фотоэлектронов (ne(lon,t)), эмитированных из фотокатода с (Cs,O) –\u0000покрытием, «толщина» которого существенно превышала оп. Для измерения ne(lon,t) -\u0000распределений мы установили в камеру формирования (Cs,O) – покрытия простейший электронный\u0000спектрометр с однородным тормозящим электрическим полем [1]. Эксперименты проводились в\u0000экстремально – высоком вакууме, в котором изменения Pe(t) в результате адсорбции остаточных газов\u0000были невелики [1]. На поверхность p-GaN было нанесено (Cs,O) – покрытие в три раза превышающее\u0000оп. Результаты измерений эволюции ne(lon,t) – распределений во времени показаны на рисунке.\u0000Время t на рисунке соответствуют интервалу времени между моментом завершения нанесения (Cs,O)\u0000– покрытия и моментом измерения\u0000соответствующего ne(lon) – распределения.\u0000Энергетические положения дна зоны\u0000проводимости (cb) в объёме p-GaN-слоя\u0000обозначены на рисунке вертикальными\u0000стрелками соответствующего цвета. Необычной\u0000особенностью ne(lon) – распределений на рисунке\u0000является узкий пик, расположенный при малых\u0000lon. Из рисунка следует, что амплитуда пика\u0000снижалась в течение первых ~ 60 часов, в то\u0000время как изменения энергетического положения\u0000его максимума и положения cb в течение этого\u0000времени оказались близки к погрешности\u0000измерений. Отметим, что форма\u0000высокоэнергетического крыла ne(lon) –\u0000распределения в течение первых ~ 50 часов\u0000фактически не изменялась. Дальнейшее увеличение t сопровождалось смещением cb в область\u0000меньших lon и выраженным снижением амплитуды высокоэнергетического крыла ne(lon) –\u0000распределения из – увеличения вероятности рассеяния и рекомбинации выходящих в вакуум\u0000фотоэлектронов. Мы полагаем, что возникновение пика в ne(lon) – распределениях связано с\u0000резонансным электронным состоянием на интерфейсе p-GaN(Сs,O)-вакуум, увеличивающим\u0000вероятность выхода электронов.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"5 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116117125","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
МЛЭ буферных слоев GaP на Si для формированияквантово-размерных гетероструктур
Интеграция соединений AIIIBVв кремниевую технологию требует получения совершенныхбуферных слоев с малой толщиной (до 1 мкм). Фосфид галлия является перспективным материаломдля решения этой задачи. Во-первых, из-за малого несоответствия параметров решетки GaP с Si(около 0.3%). Во-вторых, в квантово-размерных гетероструктурах из узкозонных материалов вширокозонной матрице GaP наблюдается сильная локализация носителей заряда, что обеспечиваетвысокую температурную стабильность приборов на их основе. Несмотря на хорошее согласованиепараметров решеток, выращивание GaP на Si с требуемыми характеристиками являетсянетривиальной задачей. Для ее решения необходимо обеспечить формирование совершенногосплошного слоя GaP на Si на начальных этапах роста.В настоящее время наиболее успешным способом достижения указанной цели являетсяиспользование методики эпитаксии с повышенной миграцией (ЭПМ) (migration-enhanced epitaxy –MEE). ЭПМ представляет собой поочередное взаимодействие поверхности подложки с потокоммолекул III и V групп. Временное отсутствие потока фосфора позволяет адсорбированным наповерхности атомам Ga более длительное время мигрировать по поверхности полупроводника безобразования химической связи. Это позволяет формировать на поверхности Si сплошные пленки GaPбез перехода в островковый режим роста.На начальных этапах роста толщина таких слоев должна составлять не менее 100 нм. Этообеспечивает сохранение сплошности пленки и подавление развития рельефа поверхности придальнейшем росте в обычном режиме МЛЭ. Получение эпитаксиальных слоев такой толщиныметодом ЭПМ требует значительных временных затрат.В данной работе предложен модифицированный метод ЭПМ для роста GaP на Si. Главное отличиезаключается в том, что на поверхность подложки поток молекул V группы подается постоянно, приэтом отношение потоков V/III устанавливается меньше 1. Таким образом, обеспечиваются условияобогащения поверхности атомами третьей группы, что также как и в методе ЭПМ, способствуетувеличению длины диффузии атомов Ga по поверхности. Чтобы избежать образования капель Ga,необходимо периодически закрывать заслонку источника галлия и выдерживать поверхность впотоке молекул фосфора, пока весь избыточный Ga не встроится в кристалл. Таким образом, времяроста слоя оказывается в несколько раз меньше, чем при ЭПМ.С использованием предложенной методики были выращены буферные слои GaP на Si толщиной500 нм и гетероструктуры с квантовыми ямами (КЯ) GaAs в матрице GaP на аналогичных буферныхслоях. Для сравнения были выращены такие же структуры на подложках GaP. Образцы исследованыметодом низкотемпературной фотолюминесценции (ФЛ).На рисунке 1 (а) представлены спектры ФЛ слоев GaP, выращенных на подожках GaP и Si(обозначены как «1» и «2», соответственно). В обоих спектрах доминируют полосы донорноакцепторной рекомбинации. Интегральнаяинтенсивность ФЛ в слое GaP/Si почти в 500 разниже, чем для слоя GaP/GaP, что свидетельствует овысокой концентрации центров безы
将亚伯ibv化合物整合到硅技术中需要产生低厚度缓冲层(1 mkm)。磷化镓是解决这个问题的有希望的材料。首先,由于GaP与Si(约0.3%)的格栅参数不一致。第二,GaP窄子材料中的量子异质结构显示电荷载体的强本地化,使仪器在其基础上具有很高的温度稳定性。尽管有良好的匹配参数,但在Si上种植GaP具有所需的特性是一项艰巨的任务。为了解决这个问题,需要在最初的增长阶段在Si上建立一个合法的GaP层。目前,实现上述目标最成功的方法是采用移民增加的附录技术(emm)。epm是子分子III和V的表面相互作用。由于暂时缺乏磷流动,Ga被吸收的表面原子可以在没有化学连接的情况下在半导体的表面迁移更长时间。这允许在Si表面形成完整的gapp胶片,而不进入岛屿生长模式。在最初的生长阶段,这些层的厚度必须至少为100纳米。这确保了电影的完整性,并抑制了表面的发展,并在正常模式下继续增长。用这种厚的epm方法获取外延层需要大量的时间成本。在这篇论文中,提出了一种改进的epm方法来促进GaP在Si上的增长。最重要的区别是,在基质上,5组分子的流动是恒定的,而V/III流比小于1。因此,第三组原子的表面浓缩条件得到了满足,就像epm方法一样,促进了Ga原子在表面扩散的长度。为了避免产生Ga滴液,必须定期关闭高压氧源的闸门,并在所有多余的Ga进入晶体之前保持磷分子的表面流动。因此,层的生长时间是epm的几倍。使用这种方法,在500纳米厚的Si上培育了间隙缓冲层,在类似的缓冲层上培育了间隙矩阵中的量子坑异质结构。相比之下,GaP底座上也建立了类似的结构。低温光照发光方法(fl)研究样品。图1 (a)代表了燃气和Si中生长的燃气层光谱(分别指定为“1”和“2”)。在这两种光谱中,供体受体重组的带宽都占主导地位。GaP/Si的积分强度几乎比GaP/GaP低500倍,这表明GaP/Si结构中无辐射重组中心的高度集中。图1 (b)展示了与GaAs/GaP一起生长在GaP底盘和Si上的缓冲层一起生长的异质结构。尽管GaP在Si层中浓度较高,但flk的浓度与GaP基底上生长的合成性类似,这是由于电荷载体的强空间本地化造成的。这些结构具有高效率和温度稳定的特征,类似于GaP商定的基质中生长的异质结构。
{"title":"МЛЭ буферных слоев GaP на Si для формирования\u0000квантово-размерных гетероструктур","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-113","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-113","url":null,"abstract":"Интеграция соединений A\u0000IIIB\u0000V\u0000в кремниевую технологию требует получения совершенных\u0000буферных слоев с малой толщиной (до 1 мкм). Фосфид галлия является перспективным материалом\u0000для решения этой задачи. Во-первых, из-за малого несоответствия параметров решетки GaP с Si\u0000(около 0.3%). Во-вторых, в квантово-размерных гетероструктурах из узкозонных материалов в\u0000широкозонной матрице GaP наблюдается сильная локализация носителей заряда, что обеспечивает\u0000высокую температурную стабильность приборов на их основе. Несмотря на хорошее согласование\u0000параметров решеток, выращивание GaP на Si с требуемыми характеристиками является\u0000нетривиальной задачей. Для ее решения необходимо обеспечить формирование совершенного\u0000сплошного слоя GaP на Si на начальных этапах роста.\u0000В настоящее время наиболее успешным способом достижения указанной цели является\u0000использование методики эпитаксии с повышенной миграцией (ЭПМ) (migration-enhanced epitaxy –\u0000MEE). ЭПМ представляет собой поочередное взаимодействие поверхности подложки с потоком\u0000молекул III и V групп. Временное отсутствие потока фосфора позволяет адсорбированным на\u0000поверхности атомам Ga более длительное время мигрировать по поверхности полупроводника без\u0000образования химической связи. Это позволяет формировать на поверхности Si сплошные пленки GaP\u0000без перехода в островковый режим роста.\u0000На начальных этапах роста толщина таких слоев должна составлять не менее 100 нм. Это\u0000обеспечивает сохранение сплошности пленки и подавление развития рельефа поверхности при\u0000дальнейшем росте в обычном режиме МЛЭ. Получение эпитаксиальных слоев такой толщины\u0000методом ЭПМ требует значительных временных затрат.\u0000В данной работе предложен модифицированный метод ЭПМ для роста GaP на Si. Главное отличие\u0000заключается в том, что на поверхность подложки поток молекул V группы подается постоянно, при\u0000этом отношение потоков V/III устанавливается меньше 1. Таким образом, обеспечиваются условия\u0000обогащения поверхности атомами третьей группы, что также как и в методе ЭПМ, способствует\u0000увеличению длины диффузии атомов Ga по поверхности. Чтобы избежать образования капель Ga,\u0000необходимо периодически закрывать заслонку источника галлия и выдерживать поверхность в\u0000потоке молекул фосфора, пока весь избыточный Ga не встроится в кристалл. Таким образом, время\u0000роста слоя оказывается в несколько раз меньше, чем при ЭПМ.\u0000С использованием предложенной методики были выращены буферные слои GaP на Si толщиной\u0000500 нм и гетероструктуры с квантовыми ямами (КЯ) GaAs в матрице GaP на аналогичных буферных\u0000слоях. Для сравнения были выращены такие же структуры на подложках GaP. Образцы исследованы\u0000методом низкотемпературной фотолюминесценции (ФЛ).\u0000На рисунке 1 (а) представлены спектры ФЛ слоев GaP, выращенных на подожках GaP и Si\u0000(обозначены как «1» и «2», соответственно). В обоих спектрах доминируют полосы донорноакцепторной рекомбинации. Интегральная\u0000интенсивность ФЛ в слое GaP/Si почти в 500 раз\u0000ниже, чем для слоя GaP/GaP, что свидетельствует о\u0000высокой концентрации центров безы","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"35 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"125658928","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Контейнеры для выращивания кристаллов германия 德国晶体生长容器
Современная область применения кристаллов полупроводникового германия, обязательнымтребованием к которым является низкое содержание дефектов и посторонних примесей, включаеткосмическую фотовольтаику и электронную технику, полупроводниковые детекторы, инфракраснуюоптику и тепловизоры.В технологии получения монокристаллов германия важную роль играет материал контейнера длярасплава. До недавнего времени в этом качестве преимущественно использовался ультрачистыйграфит. Вместе с тем при использовании графитовых контейнеров эффективный коэффициентраспределения ряда примесей в германии, например, Al, B, Ga, приближается к единице и,соответственно, очистка от них не происходит. Одним из путей решения данной проблемы являетсяприменение новых материалов. К их числу относятся нитрид бора и аморфный оксид кремния,например, в форме плавленого кварца. Из работы [1] следует, что угол смачивания поверхностиплавленого кварца расплавом германия изменяется в интервале от 150 до 117°. Нитрид борасмачивается значительно меньше, контактный угол составляет 173°. Однако изготовлениеконтейнеров из нитрида бора является сложной технической задачей, что обусловлено его высокойтемпературой плавления [2]. В работе [3] нами предложен способ изготовления двухслойныхкварцевых контейнеров по керамической технологии с использованием метода шликерного литья.Суть его состоит в том, что на внутреннюю поверхность керамического кварцевого контейнера,изготовленного по шликерной технологии, наносится, также методом шликерного литья, покрытиетребуемого состава, которое контактирует при выращивании кристалла с расплавом германия.Цель настоящей работы – получение кварцевых контейнеров с покрытием на основе аморфногооксида кремния с добавкой нитрида бора для уменьшения смачивания расплавом германия.Кварцевые керамические контейнеры изготавливали методом шликерного литья в гипсовуюформу. Для формования применяли водный шликер, содержащий 70 мас. % аморфного SiO2.Приготовление шликера осуществлялось по методике одностадийного мокрого помола сиспользованием плавленого кварца. С этой целью в шаровую мельницу загружали дробленоекварцевое стекло, добавляли воду, исходя из заданной концентрации твердой фазы. Соотношениемассы шаров и массы загрузки составляло 3:1. После помола в течение 48 ч получали шликер длялитья изделий. После формования изделия избыток шликера сливали и проводили сушкуполуфабриката при комнатной температуре. Для формирования покрытия на внутреннююповерхность отливки из плавленого кварца до обжига также методом шликерного литья наносилипокрытие с комбинированным составом, содержащее SiO2 и BN в количестве 75 и 25 масс. %,соответственно. Введение в состав покрытия большего количества нитрда бора приводило к тому,что внутренний слой получается неоднородным и растрескивается, либо в ходе сушки изделия, либопри отжиге. После формования контейнера проводили сушку и обжиг в атмосфере азота при 1200 °Св течение 2 ч.Установлено, что плотность основы к
现代半导体晶体应用领域,需要低缺陷和外来杂质,包括空间光伏和电子设备,半导体探测器,红外光学和热成像。在单晶技术中,德国对容器材料起着重要作用。直到最近,它还主要使用最纯净的石墨。然而,当使用石墨容器时,例如Al、B、Ga等德国杂质的有效分布系数接近于1,因此无法清除。解决这个问题的一种方法是使用新材料。其中包括硝化硼和无定形二氧化硅,如熔化石英。工作中的[1]下煤炭поверхностиплавлен石英湿润融化德国150至117°变化音程。氮化борасмачива相当少,接触角为173°。然而,由于硝化硼的高温,制造硝化硼容器是一项技术挑战。在工作中,我们提出了一种方法,可以用磨砂法制作两层石英容器,用于陶瓷技术。它的核心是,一个陶瓷石英容器的内部表面是用砂纸技术制成的,也是用砂纸铸造的,它覆盖了与德国熔化有关的成分。真正的工作是获得带有无定形氧化硅涂层的石英容器,添加硝化硼以减少德国的熔化。石英陶瓷容器是用砂纸铸造成石膏模型的。它是一种水生schlicker,含有70毫升。大约是无定形SiO2的百分比。schlicker的准备是由熔融石英的一阶段湿浸渍法进行的。为了达到这个目的,他们把碎石英玻璃装进了球磨机,并根据固定阶段的浓度添加了水。球质量和装载质量的比例是3:1。经过48小时的磨磨蹭蹭,他们得到了schlicker。在加工后,多余的schlicker被排出,并在室温下干燥。为了在燃烧前将熔融石英铸造到内部表面,还使用了一种混合涂层,包括SiO2和BN,质量75和25。分别占。引入更多的硝化硼会导致内部的不均匀和破裂,或者在干燥的过程中,退火的脂肪。烧窑商业化后容器进行烘干和大气中的氮约1200°圣两ч.установл内,集装箱从熔融石英和基础材料密度покрытиясоставля1.95 g / cm3,多孔~ 11.0%零作弊人数从1到100μm。
{"title":"Контейнеры для выращивания кристаллов германия","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-114","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-114","url":null,"abstract":"Современная область применения кристаллов полупроводникового германия, обязательным\u0000требованием к которым является низкое содержание дефектов и посторонних примесей, включает\u0000космическую фотовольтаику и электронную технику, полупроводниковые детекторы, инфракрасную\u0000оптику и тепловизоры.\u0000В технологии получения монокристаллов германия важную роль играет материал контейнера для\u0000расплава. До недавнего времени в этом качестве преимущественно использовался ультрачистый\u0000графит. Вместе с тем при использовании графитовых контейнеров эффективный коэффициент\u0000распределения ряда примесей в германии, например, Al, B, Ga, приближается к единице и,\u0000соответственно, очистка от них не происходит. Одним из путей решения данной проблемы является\u0000применение новых материалов. К их числу относятся нитрид бора и аморфный оксид кремния,\u0000например, в форме плавленого кварца. Из работы [1] следует, что угол смачивания поверхности\u0000плавленого кварца расплавом германия изменяется в интервале от 150 до 117°. Нитрид бора\u0000смачивается значительно меньше, контактный угол составляет 173°. Однако изготовление\u0000контейнеров из нитрида бора является сложной технической задачей, что обусловлено его высокой\u0000температурой плавления [2]. В работе [3] нами предложен способ изготовления двухслойных\u0000кварцевых контейнеров по керамической технологии с использованием метода шликерного литья.\u0000Суть его состоит в том, что на внутреннюю поверхность керамического кварцевого контейнера,\u0000изготовленного по шликерной технологии, наносится, также методом шликерного литья, покрытие\u0000требуемого состава, которое контактирует при выращивании кристалла с расплавом германия.\u0000Цель настоящей работы – получение кварцевых контейнеров с покрытием на основе аморфного\u0000оксида кремния с добавкой нитрида бора для уменьшения смачивания расплавом германия.\u0000Кварцевые керамические контейнеры изготавливали методом шликерного литья в гипсовую\u0000форму. Для формования применяли водный шликер, содержащий 70 мас. % аморфного SiO2.\u0000Приготовление шликера осуществлялось по методике одностадийного мокрого помола с\u0000использованием плавленого кварца. С этой целью в шаровую мельницу загружали дробленое\u0000кварцевое стекло, добавляли воду, исходя из заданной концентрации твердой фазы. Соотношение\u0000массы шаров и массы загрузки составляло 3:1. После помола в течение 48 ч получали шликер для\u0000литья изделий. После формования изделия избыток шликера сливали и проводили сушку\u0000полуфабриката при комнатной температуре. Для формирования покрытия на внутреннюю\u0000поверхность отливки из плавленого кварца до обжига также методом шликерного литья наносили\u0000покрытие с комбинированным составом, содержащее SiO2 и BN в количестве 75 и 25 масс. %,\u0000соответственно. Введение в состав покрытия большего количества нитрда бора приводило к тому,\u0000что внутренний слой получается неоднородным и растрескивается, либо в ходе сушки изделия, либо\u0000при отжиге. После формования контейнера проводили сушку и обжиг в атмосфере азота при 1200 °С\u0000в течение 2 ч.\u0000Установлено, что плотность основы к","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"12 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131195336","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Разработка высокоэффективных, сверхлегких солнечных панелей на основеультратонких солнечных элементов на гетероструктурах AIIIBV/ Ge 开发高效、超轻型太阳能电池板,基于亚航/ Ge异质结构的超细太阳能电池板
В настоящее время имеется острая потребность увеличения мощности солнечных батарей (СБ) длякосмических аппаратов. Для этого используются многокаскадные (МК) солнечные элементы (СЭ)на основе соединений AIIIBVс эффективностью до 30% и реальной перспективой до 32-34%[1] .Таким образом, радикально увеличить мощность СБ за счет только эффективности не реально.Cледовательно, для значительно подъема мощности необходимо увеличивать площадь. Для этогонеобходимы высокоэффективные, тонкие, легкие и желательно гибкие СЭ, которые компактноупаковываться под обтекателем ракеты. С этой целью разрабатываются МК СЭ на тонких AIIIBVэпитаксиальных гетероструктурах (ГС), в основном InGaP/GaAs/GaInAs, выращенныхинвертированным метаморфным (IMM) ростом с последующим отделением от ростовой подложкивытравливанием жертвенного слоя [1]. Технология сложная и дорогая, поэтому довестипроизводство до коммерческих СБ на основе СЭ на гетероструктурах AIIIBV/InGaAs до настоящеговремени не удалось.Авторами предложен простой и надежный способ получения сверхтонких и, следовательно,сверхлегких СЭ на массово производимых в настоящее время ГС InGaP/GaAs/Ge путем утоненияGe каскада (95% веса СЭ) до нескольких десятков (даже единиц) микрон с помощью временноготехнологического носителя (ТН) [2]. Наиболее удобным является химически стойкий термоскотчRevalpha корпорации NITTO DENKO (Япония), которыый служит опорой ГС при утонении(жидкостном травлении) и легко и чисто удаляется нагреванием, не травмируя ГС.Апробация технологии проводилась на СЭ типа 3G30A фирмы AZUR. На рис. 1 показанутоненный со 180 до 50 мкм фрагмент СЭ на ГС – InGaP/GaAs/Ge, перенесенный наметаллизированный углепластик, на рис.2 - I-V характеристика (зеленая кривая) судовлетворительным для первого эксперимента КПД 28.7%, Очень важно, что предложенный методпозволяет надежно переносить утоненные СЭ на произвольную легкую и гибкую подложку (каптон,углепластик) не отделяя от ТН. Таким образом, открывается возможность создания сверхлегкихсолнечных панелей на основе массово производимых в настоящее время СЭ на ГС – InGaP/GaAs/Geи любых перспективных 4, 5 и даже 6 - каскадных СЭ. На Рис 3. показана возможная схема монтажатакой сверхлегкой СБ на печатной плате из каптона. Эффективность СБ из утоненных СЭ на ГС AIIIBV/ Ge, при увеличении числа p-n переходов, вперспективе не уступит СБ на ГС AIIIBV/InGaAs [1], а технология значительно проще [2]. УтонениеСЭ на AIIIBV/ Ge позволит существенно уменьшить удельную массу современных СБ, котораясоставляет 2.6 кГ/м2. Перспективно использовать предлагаемые сверхтонкие СЭ совместно сразработанными в России предприятием «Технология» и НПП «ТАИС» сверхлегкимиуглепластиковыми каркасами для СБ с удельнной массой 0.5 кГ/м2показанными на Рис.4. В этомслучае результирующая удельная масса СБ может быть уменьшена до 1кГ/м2. Особенно важно, чтотакой тип панелей может обеспечить гораздо более плотную упаковку СБ, т.о. увеличить площадь и,соответств
目前迫切需要为航天飞机增加太阳能电池的功率。为了做到这一点,亚航使用了多级(mk)太阳能电池,其效率高达30%,实际前景高达32-34%。这需要高效率、薄、轻、最好是灵活的s,在火箭的流线型下紧凑地包装。为了实现这一目标,国际社会正在通过细小的亚亚共生异质结构(g)开发国际社会,主要是InGaP/GaAs/GaInAs。这项技术既复杂又昂贵,因此,在AIIIBV/InGaAs异质结构的基础上,商业安全部门的生产尚未成功。作者提出了一种简单而可靠的方法,可以通过精密级联(95%的重量)达到几十微米(甚至是1微米)。最方便的是NITTO DENKO(日本)公司的化学耐热胶带,它是一种精致(液体腐蚀)的支柱,很容易很干净地去除热量,不会伤害到她。测试是在AZUR 3G30A上进行的。大米。1从180到50微米不等,显示在g - InGaP/GaAs/Ge上的s - InGaP/GaAs/Ge碎片被转移到大米上。2 - I-V特性(绿色曲线)在第一次实验中是有效的,重要的是,拟定的方法允许将溺水的s安全转移到任意的轻型和灵活的底盘(capton,碳塑料)而不分离为tn。因此,可以根据目前在英加普/加斯/盖斯/盖亚生产的大量太阳能电池板创建超轻型太阳能电池板。米3在卡普顿的电路板上展示了一个可能的安装超级轻型安全系统的示意图。随着p-n转会数量的增加,安全部门将不会在亚航/英加斯(1)上输给安全部门,而技术要容易得多。AIIIBV/ Ge的微妙之处将大大减少现代安全单位的质量,即2.6公斤/ m2。预计将使用俄罗斯技术公司和tis npp为安理会开发的超轻碳纤维聚合物框架,其质量为0.5公斤/ m2c / 4。在这种情况下,单位质量可以减少到1kg / m2。特别重要的是,这种类型的面板可以为安全部门提供更密集的包装,从而增加安全的面积,从而保持重量。
{"title":"Разработка высокоэффективных, сверхлегких солнечных панелей на основе\u0000ультратонких солнечных элементов на гетероструктурах AIIIB\u0000V\u0000/ Ge","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-53","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-53","url":null,"abstract":"В настоящее время имеется острая потребность увеличения мощности солнечных батарей (СБ) для\u0000космических аппаратов. Для этого используются многокаскадные (МК) солнечные элементы (СЭ)\u0000на основе соединений A\u0000IIIB\u0000V\u0000с эффективностью до 30% и реальной перспективой до 32-34%\u0000[1] .Таким образом, радикально увеличить мощность СБ за счет только эффективности не реально.\u0000Cледовательно, для значительно подъема мощности необходимо увеличивать площадь. Для этого\u0000необходимы высокоэффективные, тонкие, легкие и желательно гибкие СЭ, которые компактно\u0000упаковываться под обтекателем ракеты. С этой целью разрабатываются МК СЭ на тонких A\u0000IIIB\u0000V\u0000эпитаксиальных гетероструктурах (ГС), в основном InGaP/GaAs/GaInAs, выращенных\u0000инвертированным метаморфным (IMM) ростом с последующим отделением от ростовой подложки\u0000вытравливанием жертвенного слоя [1]. Технология сложная и дорогая, поэтому довести\u0000производство до коммерческих СБ на основе СЭ на гетероструктурах A\u0000IIIB\u0000V\u0000/InGaAs до настоящего\u0000времени не удалось.\u0000Авторами предложен простой и надежный способ получения сверхтонких и, следовательно,\u0000сверхлегких СЭ на массово производимых в настоящее время ГС InGaP/GaAs/Ge путем утонения\u0000Ge каскада (95% веса СЭ) до нескольких десятков (даже единиц) микрон с помощью временного\u0000технологического носителя (ТН) [2]. Наиболее удобным является химически стойкий термоскотч\u0000Revalpha корпорации NITTO DENKO (Япония), которыый служит опорой ГС при утонении\u0000(жидкостном травлении) и легко и чисто удаляется нагреванием, не травмируя ГС.\u0000Апробация технологии проводилась на СЭ типа 3G30A фирмы AZUR. На рис. 1 показан\u0000утоненный со 180 до 50 мкм фрагмент СЭ на ГС – InGaP/GaAs/Ge, перенесенный на\u0000металлизированный углепластик, на рис.2 - I-V характеристика (зеленая кривая) с\u0000удовлетворительным для первого эксперимента КПД 28.7%, Очень важно, что предложенный метод\u0000позволяет надежно переносить утоненные СЭ на произвольную легкую и гибкую подложку (каптон,\u0000углепластик) не отделяя от ТН. Таким образом, открывается возможность создания сверхлегких\u0000солнечных панелей на основе массово производимых в настоящее время СЭ на ГС – InGaP/GaAs/Ge\u0000и любых перспективных 4, 5 и даже 6 - каскадных СЭ. На Рис 3. показана возможная схема монтажа\u0000такой сверхлегкой СБ на печатной плате из каптона. \u0000Эффективность СБ из утоненных СЭ на ГС A\u0000IIIB\u0000V\u0000/ Ge, при увеличении числа p-n переходов, в\u0000перспективе не уступит СБ на ГС A\u0000IIIB\u0000V\u0000/InGaAs [1], а технология значительно проще [2]. Утонение\u0000СЭ на AIIIB\u0000V\u0000/ Ge позволит существенно уменьшить удельную массу современных СБ, которая\u0000составляет 2.6 кГ/м2\u0000. Перспективно использовать предлагаемые сверхтонкие СЭ совместно с\u0000разработанными в России предприятием «Технология» и НПП «ТАИС» сверхлегкими\u0000углепластиковыми каркасами для СБ с удельнной массой 0.5 кГ/м2\u0000показанными на Рис.4. В этом\u0000случае результирующая удельная масса СБ может быть уменьшена до 1кГ/м2\u0000. Особенно важно, что\u0000такой тип панелей может обеспечить гораздо более плотную упаковку СБ, т.о. увеличить площадь и,\u0000соответств","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"11 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133155545","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Самопроизвольные перестройки атомной структурыполупроводниковых интерфейсов с Сs – покрытиями 原子半导体半导体界面自发重组
Полупроводниковые фотокатоды с эффективным отрицательным электронным сродством (ОЭС)являются наиболее совершенными эмиттерами электронов и широко используются в современныхфотоприёмниках и фотоэлектронных инжекторах, предназначенных для решения фундаментальныхнаучных и важных практических задач. Дальнейшее повышение технических характеристик ОЭС –фотокатодов сдерживается недостаточным пониманием физических закономерностей формированияатомной структуры ОЭС – интерфейсов с оптимальными Cs – покрытиями, обеспечивающимимаксимальную вероятность выхода фотоэлектронов в вакуум (Ре) и стабильность Ре во времени. Дляизучения этих закономерностей мы экспериментально исследовали спонтанные изменениявероятности выхода фотоэлектронов из p - GaN(Cs) – фотокатода в вакуум (Ре) и их энергетическихраспределений(ne(εlon)) во время прерываний Cs – потока в экстремально высоком вакууме (ЭВВ), вкотором адсорбция остаточных газов на ОЭС – интерфейсе была пренебрежимо мала [1]. Мывыбрали интерфейс p-GaN(Cs) - вакуум как модельный потому, что исходная атомарно – чистаяповерхность p-GaN – слоя не содержала избыточного галлия и азота. Эксперименты проводились вшироком интервале Cs – покрытий (Сs), как меньших, так и больших оптимального (opСs), прикотором Ре(Сs) достигала максимума и оставалась стабильной после прерывания Cs – потока.Обнаружено, что прерывания Cs – потока при Сs < opСs вызывали спонтанные уменьшения Ре(t), в товремя как прерывания Cs – потока при Сs > opСs вызывали её спонтанный рост. Для объясненияспонтанных изменений Ре(t) и ne(εlon,t) мы предложили термодинамическую модель, связывающуюнаблюдаемые изменения с самопроизвольными изменениями атомной структуры интерфейса,снижавшими его удельную свободную энергию и изменявшими его удельную энтропию [1]. Важнуюинформацию о влиянии атомной структуры поверхности полупроводника на фотоэмиссионныесвойства ОЭС - фотокатода мы получили из анализа формы зависимостей Ре(Сs), изученных дляповерхностей p-GaAs - слоёв с ориентацией [001] при различных концентрациях избыточногомышьяка (As). Величину As в экспериментах мы увеличивали путём снижения максимальнойтемпературы финишного прогрева p-GaAs - слоя. Было установлено, что Ре(Сs) возрастает сувеличением Сs для p-GaAs – слоёв с любой As и достигает максимума при оптимальном Cs –покрытии. Мы обнаружили, что величина opСs при этом снижалась с уменьшением As и достигаламинимума при формировании Ga – стабилизированной поверхности, для которой As ≈ 0.Наблюдаемые закономерности мы объяснили тем, что слабосвязанные As – атомы на поверхности pGaAs при As > 0 взаимодействуют с адсорбированными Cs – атомами с образованием кластероварсенида цезия. Формирование кластеров увеличивает удельную энтропию интерфейса p-GaAs(Cs) –вакуум, увеличивая тем самым вероятности рассеяния и рекомбинации фотоэлектронов наинтерфейсе и снижению Ре. Из экспериментов известно, что максимальная Ре для интерфейса pGaAs(Cs,О) – вакуум достигается п
具有有效负电子相容性的半导体光电阴极是电子最先进的发射器,在用于解决基本科学和重要实用问题的现代光电注入器和光电注入器中广泛使用。oecd光电阴极技术特性的进一步提高受到了对eecd原子结构(最佳Cs)接口的物理模式的理解不足的阻碍,使光电在真空(d)和时间稳定性最大化。为了研究这些模式,我们实验地研究了p - GaN(Cs) -真空中的光电阴极的自发变化和它们的能量分布(n (l)在Cs -高真空(ev)中中断时,oecs - 1上残留气体的吸收量很小(1)。我们选择p-GaN(Cs) -真空作为一个模型,因为最初的原子-纯p-GaN表面没有过多的镓和氮。实验进行вширок间隔Cs涂层(Сs)减少和最优的(opСs)、прикотор雷(Сs)达到最大值和Cs -中断后保持稳定流动。时发现,Cs -流中断Сs <opСs引起自发减少雷(t)、一中断Cs——流中Сs >opСs导致自发的产出增长。为了解释自发变化(t)和ne((lon),我们提供了一个热力学模型,将观察到的变化与原子界面结构的自发变化联系起来,降低了它的自由能量,改变了它的单位熵(1)。关于原子结构的半导体表面фотоэмиссионныесвойств影响важнуюинформацeco -光电阴极我们获得分析形式依赖雷(Сs)研究дляповерхнp -砷化镓层不同浓度与取向[001]избыточногомышьяк(As)。第二大As实验中,我们增加了通过减少максимальнойтемператур终点叶轮p -砷化镓层。安装雷(Сs)递增сувеличен为p -砷化镓层爱Сs As最佳Cs -涂层时达到最大值。我们发现大小opСs同时降低减少As和Ga -稳定的表面形成中достигаламинимумAs 0。松散耦合As -规律解释我们所观察表面的原子As > 0时pGaAs互动和克拉克Cs -кластероварсенид铯原子和教育。集群的形成增加了p-GaAs(Cs)接口的比熵——真空,增加了光电纳米接口散射和重组的可能性。实验中的已知最大雷为pGaAs接口(Cs)的真空形成时,o) (Cs -涂层Ga - p -砷化镓стабилизированнойповерхнAs的0。另一方面,如果p-GaAs表面的温度和(或)持续的进展超出了最佳值,那么多余的蒸发就会伴随着Ga——稳定的半导体Ga表面——原子逐渐融合成宏观Ga液滴。我们在p-GaAs稳定表面上看到的不稳定性(t)解释了Cs-原子与Ga -Ga的相互作用,产生了不同的跨界金属化合物,增加了光电电子从半导体转化为真空时散射和重组的可能性。
{"title":"Самопроизвольные перестройки атомной структуры\u0000полупроводниковых интерфейсов с Сs – покрытиями","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-36","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-36","url":null,"abstract":"Полупроводниковые фотокатоды с эффективным отрицательным электронным сродством (ОЭС)\u0000являются наиболее совершенными эмиттерами электронов и широко используются в современных\u0000фотоприёмниках и фотоэлектронных инжекторах, предназначенных для решения фундаментальных\u0000научных и важных практических задач. Дальнейшее повышение технических характеристик ОЭС –\u0000фотокатодов сдерживается недостаточным пониманием физических закономерностей формирования\u0000атомной структуры ОЭС – интерфейсов с оптимальными Cs – покрытиями, обеспечивающими\u0000максимальную вероятность выхода фотоэлектронов в вакуум (Ре) и стабильность Ре во времени. Для\u0000изучения этих закономерностей мы экспериментально исследовали спонтанные изменения\u0000вероятности выхода фотоэлектронов из p - GaN(Cs) – фотокатода в вакуум (Ре) и их энергетических\u0000распределений(ne(εlon)) во время прерываний Cs – потока в экстремально высоком вакууме (ЭВВ), в\u0000котором адсорбция остаточных газов на ОЭС – интерфейсе была пренебрежимо мала [1]. Мы\u0000выбрали интерфейс p-GaN(Cs) - вакуум как модельный потому, что исходная атомарно – чистая\u0000поверхность p-GaN – слоя не содержала избыточного галлия и азота. Эксперименты проводились в\u0000широком интервале Cs – покрытий (Сs), как меньших, так и больших оптимального (\u0000op\u0000Сs), при\u0000котором Ре(Сs) достигала максимума и оставалась стабильной после прерывания Cs – потока.\u0000Обнаружено, что прерывания Cs – потока при Сs < \u0000op\u0000Сs вызывали спонтанные уменьшения Ре(t), в то\u0000время как прерывания Cs – потока при Сs > \u0000op\u0000Сs вызывали её спонтанный рост. Для объяснения\u0000спонтанных изменений Ре(t) и ne(εlon,t) мы предложили термодинамическую модель, связывающую\u0000наблюдаемые изменения с самопроизвольными изменениями атомной структуры интерфейса,\u0000снижавшими его удельную свободную энергию и изменявшими его удельную энтропию [1]. Важную\u0000информацию о влиянии атомной структуры поверхности полупроводника на фотоэмиссионные\u0000свойства ОЭС - фотокатода мы получили из анализа формы зависимостей Ре(Сs), изученных для\u0000поверхностей p-GaAs - слоёв с ориентацией [001] при различных концентрациях избыточного\u0000мышьяка (As). Величину As в экспериментах мы увеличивали путём снижения максимальной\u0000температуры финишного прогрева p-GaAs - слоя. Было установлено, что Ре(Сs) возрастает с\u0000увеличением Сs для p-GaAs – слоёв с любой As и достигает максимума при оптимальном Cs –\u0000покрытии. Мы обнаружили, что величина \u0000op\u0000Сs при этом снижалась с уменьшением As и достигала\u0000минимума при формировании Ga – стабилизированной поверхности, для которой As ≈ 0.\u0000Наблюдаемые закономерности мы объяснили тем, что слабосвязанные As – атомы на поверхности pGaAs при As > 0 взаимодействуют с адсорбированными Cs – атомами с образованием кластеров\u0000арсенида цезия. Формирование кластеров увеличивает удельную энтропию интерфейса p-GaAs(Cs) –\u0000вакуум, увеличивая тем самым вероятности рассеяния и рекомбинации фотоэлектронов на\u0000интерфейсе и снижению Ре\u0000. Из экспериментов известно, что максимальная Ре для интерфейса pGaAs(Cs,О) – вакуум достигается п","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"17 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131155465","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Интегральные микросхемы считывания для ИК фотоприемников на основе твердыхрастворов теллуридов кадмия-ртути 红外光电接收器的综合读出电路,基于镉-汞固体光电记录器
Фотоприемные устройства (ФПУ) на основе твердых растворов HgCdTe (КРТ) представляютсобой гибридную сборку матрицы фоточувствительных элементов (ФЧЭ) и кремниевойинтегральной микросхемы считывания сигналов (ИМСС). ИМСС регистрирует фототоки со всехэлементов матрицы ФЧЭ и затем последовательно выводит полученную информацию для построенияизображения и его обработки внешним оборудованием. В настоящее время ключевые параметрыФПУ в значительной степени определяются характеристиками используемых ИМСС.В средневолновом (3-5 мкм, СВИК) и длинноволновом (8-12 мкм, ДВИК) ИК-диапазонахвеличина фонового излучения обычно весьма велика, при этом уровень полезного сигнала, какправило, существенно ниже фона. Возможность выделения полезного сигнала на уровне фонаограничена такой характеристикой входной ячейки ИМСС, как зарядовая емкость. Из-за малойзарядовой емкости за полное время кадра накапливается лишь незначительная часть заряда,генерируемого падающим на ФЧЭ излучением. В результате не удается приблизиться к теоретическипредельному значению температурного разрешения. В коротковолновом ИК-диапазоне (1-3 мкм,КВИК) величина потока обычно значительно ниже, чем в СВИК и, особенно, ДВИК диапазонах.Характеристики ФПУ в данном случае лимитированы собственными шумами ФЧЭ и ИМСС.Необходимость регистрации слабых потоков излучения требует интеграции емкостноготрансимпедансного усилителя непосредственно во входную ячейку ИМСС.
基于HgCdTe (crt)固态溶液的光电接收设备是光敏元件矩阵的混合组装和硅集成信号读取芯片(mss)。emss从所有的pchae矩阵中读取光电电流,然后顺序输出信息来构建图像和处理外部设备。目前,关键参数在很大程度上是由imss使用的特性决定的。中波(3-5 mkm, swik)和长波(8-12 mkm, dwik)的背景辐射范围通常非常大,而有效信号的水平通常在背景下大相径庭。在灯笼水平上发出有用信号的能力受到电阻输入单元(如充电容量)的限制。由于低电荷容量,在整个帧中,只有一小部分电荷是由落在ftr辐射中产生的。因此,温度分辨率的理论极限值无法接近。在短波红外波段(1-3 m, quick)中,通量通常比swik低得多,尤其是波段运动。在这种情况下,pcu的特性是由pcu和mss自身的噪音限制的。需要记录弱辐射流需要将密封式转录放大器直接整合到imss输入单元中。
{"title":"Интегральные микросхемы считывания для ИК фотоприемников на основе твердых\u0000растворов теллуридов кадмия-ртути","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-93","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-93","url":null,"abstract":"Фотоприемные устройства (ФПУ) на основе твердых растворов HgCdTe (КРТ) представляют\u0000собой гибридную сборку матрицы фоточувствительных элементов (ФЧЭ) и кремниевой\u0000интегральной микросхемы считывания сигналов (ИМСС). ИМСС регистрирует фототоки со всех\u0000элементов матрицы ФЧЭ и затем последовательно выводит полученную информацию для построения\u0000изображения и его обработки внешним оборудованием. В настоящее время ключевые параметры\u0000ФПУ в значительной степени определяются характеристиками используемых ИМСС.\u0000В средневолновом (3-5 мкм, СВИК) и длинноволновом (8-12 мкм, ДВИК) ИК-диапазонах\u0000величина фонового излучения обычно весьма велика, при этом уровень полезного сигнала, как\u0000правило, существенно ниже фона. Возможность выделения полезного сигнала на уровне фона\u0000ограничена такой характеристикой входной ячейки ИМСС, как зарядовая емкость. Из-за малой\u0000зарядовой емкости за полное время кадра накапливается лишь незначительная часть заряда,\u0000генерируемого падающим на ФЧЭ излучением. В результате не удается приблизиться к теоретически\u0000предельному значению температурного разрешения. В коротковолновом ИК-диапазоне (1-3 мкм,\u0000КВИК) величина потока обычно значительно ниже, чем в СВИК и, особенно, ДВИК диапазонах.\u0000Характеристики ФПУ в данном случае лимитированы собственными шумами ФЧЭ и ИМСС.\u0000Необходимость регистрации слабых потоков излучения требует интеграции емкостного\u0000трансимпедансного усилителя непосредственно во входную ячейку ИМСС.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"492 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131218128","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Коэффициенты тензочувствительности датчиков механических напряжений на разныхфизических принципах 机械应力传感器应变系数
Измерение механических напряжений является основным экспериментальным методом изучениянапряженных состояний в различных конструкциях. Сегодня наиболее широко используемымиустройствами для измерения механических напряжений являются датчики, основанные натензорезистивном и пьезоэлектрическом эффектах. Также используются волоконно-оптическиедатчики. При описании чувствительности разных датчиков используют различные величины, чтозатрудняет сравнение их между собой. Например, для пьезоэлектрических датчиков приводитсяпьезоэлектрический модуль с размерностью Кл/Н, в то время как тензорезисторные датчикихарактеризуются безразмерной величиной – коэффициентом тензочувствительности: отношениеотносительного изменения измеряемой величины к относительному удлинению. В научнойлитературе отсутствуют данные о сравнительном анализе тензочувствительности применяемых впромышленности датчиков деформации на разных физических принципах, что затрудняетобъективную оценку их преимуществ и недостатков.Целью работы является определение коэффициента тензочувствительности пьезооптическогодатчика механических напряжений, выяснение его зависимости от конструктивного исполнениядатчика и сравнение с коэффициентами тензочувствительности датчиков на основетензорезистивного, пьезоэлектрического эффектов, а также с волоконно-оптическими датчиками.Проведен сравнительный анализ коэффициентов тензочувствительности и других параметровтензорезисторных, пьезоэлектрических, оптоволоконных и пьезооптических датчиков деформации.Показано, что коэффициент тензочувствительности, определяемый как отношение относительногоизменения измеряемой величины к относительному удлинению, не зависит от конструкции датчикадля тензорезисторных, пьезоэлектрических и волоконно-оптических датчиков деформации.Наоборот, для пьезооптических датчиков коэффициент тензочувствительности зависит отконструкции датчика и может быть улучшен за счёт оптимизации его элементов. Коэффициентытензочувствительности тензорезисторных и волоконно-оптических датчиков на три порядка ниже,чем для пьезооптических датчиков. Показано, что, несмотря на высокие значения пьезоэлектрическихмодулей новых пьезоматериалов, их коэффициенты тензочувсвительности находятся на уровнетензорезисторных датчиков и на два-три порядка уступают коэффициенту для пьезооптическихдатчиков.В работе методом численного моделирования показано, что зависимости чувствительности к силеи чувствительности к деформации от формы фотоупругого элемента для пьезооптических датчиковведут себя по-разному, что необходимо учитывать при практическом применении таких датчиков. Вработе предложено использование эффективного модуля упругости фотоупругого элемента,зависящего от его конструкции, для описания тензочувствительности пьезооптического датчикадеформации. В итоге, задачей конструирования формы ФЭ и способа передачи на него внешней силыявляется получение максимально возможного эффективного модуля упругости.Коэффициент тензочувствительности пь
测量机械应力是研究不同结构中的应力状态的主要实验方法。今天,测量机械电压最广泛的设备是基于纳米电阻和压电效应的传感器。它还使用光纤传感器。不同的传感器使用不同的值来描述不同的敏感度,这使得比较它们变得困难。例如,对于压电传感器,有一个压电模块,其强度为kl / n,而应变电阻传感器的特征是无量规——应变系数:测量量的相对变化与相对延伸的关系。在科学文献中,没有证据表明工业扭曲传感器在不同物理原理下的应变应变率的比较分析,这使得很难对它们的优点和缺点进行有针对性的评估。这项工作的目的是确定机械应力压缩机应变系数,确定其对结构执行的依赖,并将其与基于纤维电阻、压电效应和纤维光学传感器的应变系数进行比较。对应变系数和其他应变参数、压电、光纤和应变光学传感器进行了比较分析。显示应变系数被定义为测量值相对变长比,不取决于应变传感器、压电和光纤传感器的设计。相反,对于压电传感器,应变系数取决于传感器的构造,可以通过优化其元素来改进。应变应变系数和纤维光学感应器比压电感应器低3次方。尽管新压电材料的压电模块值很高,但它们的应变系数位于应变传感器的水平上,比压电传感器低2到3次方。数值模拟表明,对光电弹性元件形状的敏感度与光电弹性元件的敏感度不同,在实际应用这些传感器时需要考虑到这一点。工作建议使用光电弹性单元的有效弹性模块,这取决于它的设计,来描述压电应变应变应变的应变应变。因此,设计fae的形状和将外部力量传递给它的方法的任务是获得尽可能有效的弹性模块。石英玻璃压力传感器应变系数,通过数值模拟应力和变形,证实了实验结果,比基于其他物理原理的应变系数高出2到3个数量级。压电传感器不是随着时间的推移而改变的材料的内容,所以它不应该随着时间的推移而导致参数的滞后。因此,压电光学转换器最有可能产生可靠的、高度敏感的传感器机械应力。
{"title":"Коэффициенты тензочувствительности датчиков механических напряжений на разных\u0000физических принципах","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-173","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-173","url":null,"abstract":"Измерение механических напряжений является основным экспериментальным методом изучения\u0000напряженных состояний в различных конструкциях. Сегодня наиболее широко используемыми\u0000устройствами для измерения механических напряжений являются датчики, основанные на\u0000тензорезистивном и пьезоэлектрическом эффектах. Также используются волоконно-оптические\u0000датчики. При описании чувствительности разных датчиков используют различные величины, что\u0000затрудняет сравнение их между собой. Например, для пьезоэлектрических датчиков приводится\u0000пьезоэлектрический модуль с размерностью Кл/Н, в то время как тензорезисторные датчики\u0000характеризуются безразмерной величиной – коэффициентом тензочувствительности: отношение\u0000относительного изменения измеряемой величины к относительному удлинению. В научной\u0000литературе отсутствуют данные о сравнительном анализе тензочувствительности применяемых в\u0000промышленности датчиков деформации на разных физических принципах, что затрудняет\u0000объективную оценку их преимуществ и недостатков.\u0000Целью работы является определение коэффициента тензочувствительности пьезооптического\u0000датчика механических напряжений, выяснение его зависимости от конструктивного исполнения\u0000датчика и сравнение с коэффициентами тензочувствительности датчиков на основе\u0000тензорезистивного, пьезоэлектрического эффектов, а также с волоконно-оптическими датчиками.\u0000Проведен сравнительный анализ коэффициентов тензочувствительности и других параметров\u0000тензорезисторных, пьезоэлектрических, оптоволоконных и пьезооптических датчиков деформации.\u0000Показано, что коэффициент тензочувствительности, определяемый как отношение относительного\u0000изменения измеряемой величины к относительному удлинению, не зависит от конструкции датчика\u0000для тензорезисторных, пьезоэлектрических и волоконно-оптических датчиков деформации.\u0000Наоборот, для пьезооптических датчиков коэффициент тензочувствительности зависит от\u0000конструкции датчика и может быть улучшен за счёт оптимизации его элементов. Коэффициенты\u0000тензочувствительности тензорезисторных и волоконно-оптических датчиков на три порядка ниже,\u0000чем для пьезооптических датчиков. Показано, что, несмотря на высокие значения пьезоэлектрических\u0000модулей новых пьезоматериалов, их коэффициенты тензочувсвительности находятся на уровне\u0000тензорезисторных датчиков и на два-три порядка уступают коэффициенту для пьезооптических\u0000датчиков.\u0000В работе методом численного моделирования показано, что зависимости чувствительности к силе\u0000и чувствительности к деформации от формы фотоупругого элемента для пьезооптических датчиков\u0000ведут себя по-разному, что необходимо учитывать при практическом применении таких датчиков. В\u0000работе предложено использование эффективного модуля упругости фотоупругого элемента,\u0000зависящего от его конструкции, для описания тензочувствительности пьезооптического датчика\u0000деформации. В итоге, задачей конструирования формы ФЭ и способа передачи на него внешней силы\u0000является получение максимально возможного эффективного модуля упругости.\u0000Коэффициент тензочувствительности пь","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"44 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"131227533","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Спектральные и фотоэлектрические характеристики гидрохимически осажденныхпленок твердых растворов замещения CdxPb1−xS 水化学沉积液取代cdxp1 xS的固态溶液的光谱和光电特性
Химически осажденные пленки твердых растворов (ТРЗ) различного состава CdxPb1xS являютсяфоточувствительными в видимой и ближней ИК-области спектра. После извлечения из реакционнойсмеси они не требуют сенсибилизации и готовы к практическому использованию.Диапазон спектральной чувствительности ТРЗ CdxPb1xS зависит от содержания в них кадмия. Наспектральных характеристиках пленок CdxPb1xS при повышении содержания сульфида кадмия в ТРЗот 0 до 17 мол.% “красная” граница фоточувствительности сдвигается в коротковолновую область с3.1. до 1.6 мкм, а максимум фоточувствительности с 2.5 до 1.2 мкм.Состав ТРЗ можно менять не только за счет изменения концентрации соли кадмия в реакторе, но ипутем использования солей кадмия с различной анионной компонентой, а также, учитываянеоднородность состава по толщине пленки, регулированием времени осаждения слоя. При замене0.06 моль/л CdSО4 в реакторе таким же количеством CdI2 при прочих равных условиях содержаниеCdS в ТРЗ уменьшается с 11.1 до 5 мол.%. Поэтому максимум спектральной чувствительностисдвигается с 1.90 мкм до 1.45 мкм. Для пленок толщиной .3-1.0 мкм спектральная характеристикаимеет выраженный максимум на длине волны 0.5 мкм, соответствующий фоточувствительностииндивидуального CdS, с которой при этих условиях начинается формирование пленки ТРЗ. Сувеличением толщины пленки происходит постепенный сдвиг спектральной кривой вдлинноволновый диапазон вследствие уменьшения в составе ТРЗ мольной доли кадмия.Возможность формирования пленок CdxPb1xS различного состава обеспечивает получениематериалов с регулируемым положением максимума и “красной” границы спектральнойхарактеристики во всем ближнем ИК-диапазоне. Особый интерес представляет ТРЗ Cd0.06Pb0.94S,имеющий эту характеристику практически аналогичную с германием, однако, обладающий болеевысоким темновым сопротивлением, обеспечивая согласование в микроэлектронных схемах.Пленка PbS без сенсибилизирующих добавоки проведения отжига, практически не обладаетфоточувствительными свойствами. Введение вреактор соли кадмия сенсибилизирует пленкуPbS. При переходе от индивидуального PbS кТРЗ CdxPb1xS тип проводимости изменяется от“n” к “p”, а концентрация носителей снижаетсяна 3-5 порядков. С увеличением содержаниякадмия в ТРЗ уровень вольт-ваттнойчувствительности пленок возрастает, достигаянаибольших значений вблизи областимаксимума на рис. Причиной этого могутявляться хаотически распределенныеинверсионные “пятна” CdS на граняхкристаллитов CdxPb1xS, имеющиеадсорбционную природу.Вольт-ваттная чувствительность пленокнаходится в пределах (0.5-1.0)∙103 В/Вт прииспользовании соли CdI2, возрастая до (1.0-2.0)∙104 В/Вт для тех же концентраций Cd(CH3COO)2. при относительно малых значениях временифотоотклика (30-120 мкс). По вольт-ваттной чувствительности и постоянной времени пленки ТРЗCdxPb1xS в ближней ИК-области спектра не имеют аналогов, и могут найти применение воптоэлектронных устройствах.
化学沉积薄膜固溶体(ТРЗ)各种CdxPb1xSявляютсяфоточувствительн在可见光和近红外光谱。一旦从反动混合物中提取出来,它们就不需要感官化,准备实际使用。波段光谱灵敏度ТРЗCdxPb1xS取决于镉含量。磁带наспектральн特性CdxPb1xSТРЗот硫化镉含量升高时0到17祈祷。红外光敏边界移动到c3.1短波区域。最大光敏度从2.5 mkm到1.2 mkm不等。trz的组成不仅可以通过改变反应堆中的镉盐浓度来改变,还可以通过使用不同阴离子成分的镉盐来改变,并考虑到胶片厚度的不均匀性,调节层的沉积时间。在相同数量的cdso4中,CdI2的替换率从11.1降到了5%。因此,光谱敏感性的最大值从1.90 mkm到1.45 mkm。对于厚度为。3-1.0 m的胶片,光谱特征在0.5 m的波长上是可见的。胶片厚度随时间的变化而变化,长波波段的光谱曲线随时间的变化而变化。可能形成对比度CdxPb1xS不同编制提供红色получениематериал调节位置最多和边境各地спектральнойхарактеристик近红外波段。特别感兴趣的是Cd0.06Pb0.94S,它的特性几乎与德国相似,但具有很强的黑电阻,在微电路中提供了一致性。如果没有感官辅助退火剂,PbS胶片几乎没有光敏特性。kadmiya盐的引入使胶片感觉。过渡从个人PbSкТРЗCdxPb1xS电导率变化类型从" n "到" p ",снижается载体浓度3 - 5。随着tr中镉含量的增加,胶片的电压敏感度上升,达到水稻高原附近的最高水平。原因是混沌распределенныеинверсионмогутявля“污点”CdSграняхкристаллитCdxPb1xSимеющиеадсорбцион大自然。胶片的电压敏感度(0.5-1.0)在/ wt中为CdI2(1.0-2.0)。时间响应值相对较低(30-120 mx)。伏瓦的敏感和时间常数胶卷ТРЗCdxPb1xS在近红外光谱具有类比,可以找到воптоэлектрон应用。
{"title":"Спектральные и фотоэлектрические характеристики гидрохимически осажденных\u0000пленок твердых растворов замещения CdxPb1−xS","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-51","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-51","url":null,"abstract":"Химически осажденные пленки твердых растворов (ТРЗ) различного состава CdxPb1xS являются\u0000фоточувствительными в видимой и ближней ИК-области спектра. После извлечения из реакционной\u0000смеси они не требуют сенсибилизации и готовы к практическому использованию.\u0000Диапазон спектральной чувствительности ТРЗ CdxPb1xS зависит от содержания в них кадмия. На\u0000спектральных характеристиках пленок CdxPb1xS при повышении содержания сульфида кадмия в ТРЗ\u0000от 0 до 17 мол.% “красная” граница фоточувствительности сдвигается в коротковолновую область с\u00003.1. до 1.6 мкм, а максимум фоточувствительности с 2.5 до 1.2 мкм.\u0000Состав ТРЗ можно менять не только за счет изменения концентрации соли кадмия в реакторе, но и\u0000путем использования солей кадмия с различной анионной компонентой, а также, учитывая\u0000неоднородность состава по толщине пленки, регулированием времени осаждения слоя. При замене\u00000.06 моль/л CdSО4 в реакторе таким же количеством CdI2 при прочих равных условиях содержание\u0000CdS в ТРЗ уменьшается с 11.1 до 5 мол.%. Поэтому максимум спектральной чувствительности\u0000сдвигается с 1.90 мкм до 1.45 мкм. Для пленок толщиной .3-1.0 мкм спектральная характеристика\u0000имеет выраженный максимум на длине волны 0.5 мкм, соответствующий фоточувствительности\u0000индивидуального CdS, с которой при этих условиях начинается формирование пленки ТРЗ. С\u0000увеличением толщины пленки происходит постепенный сдвиг спектральной кривой в\u0000длинноволновый диапазон вследствие уменьшения в составе ТРЗ мольной доли кадмия.\u0000Возможность формирования пленок CdxPb1xS различного состава обеспечивает получение\u0000материалов с регулируемым положением максимума и “красной” границы спектральной\u0000характеристики во всем ближнем ИК-диапазоне. Особый интерес представляет ТРЗ Cd0.06Pb0.94S,\u0000имеющий эту характеристику практически аналогичную с германием, однако, обладающий более\u0000высоким темновым сопротивлением, обеспечивая согласование в микроэлектронных схемах.\u0000Пленка PbS без сенсибилизирующих добавок\u0000и проведения отжига, практически не обладает\u0000фоточувствительными свойствами. Введение в\u0000реактор соли кадмия сенсибилизирует пленку\u0000PbS. При переходе от индивидуального PbS к\u0000ТРЗ CdxPb1xS тип проводимости изменяется от\u0000“n” к “p”, а концентрация носителей снижается\u0000на 3-5 порядков. С увеличением содержания\u0000кадмия в ТРЗ уровень вольт-ваттной\u0000чувствительности пленок возрастает, достигая\u0000наибольших значений вблизи области\u0000максимума на рис. Причиной этого могут\u0000являться хаотически распределенные\u0000инверсионные “пятна” CdS на гранях\u0000кристаллитов CdxPb1xS, имеющие\u0000адсорбционную природу.\u0000Вольт-ваттная чувствительность пленок\u0000находится в пределах (0.5-1.0)∙103 В/Вт при\u0000использовании соли CdI2, возрастая до (1.0-\u00002.0)∙104 В/Вт для тех же концентраций Cd(CH3COO)2. при относительно малых значениях времени\u0000фотоотклика (30-120 мкс). По вольт-ваттной чувствительности и постоянной времени пленки ТРЗ\u0000CdxPb1xS в ближней ИК-области спектра не имеют аналогов, и могут найти применение в\u0000оптоэлектронных устройствах.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"4 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115067592","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
期刊
Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»
全部 Acc. Chem. Res. ACS Applied Bio Materials ACS Appl. Electron. Mater. ACS Appl. Energy Mater. ACS Appl. Mater. Interfaces ACS Appl. Nano Mater. ACS Appl. Polym. Mater. ACS BIOMATER-SCI ENG ACS Catal. ACS Cent. Sci. ACS Chem. Biol. ACS Chemical Health & Safety ACS Chem. Neurosci. ACS Comb. Sci. ACS Earth Space Chem. ACS Energy Lett. ACS Infect. Dis. ACS Macro Lett. ACS Mater. Lett. ACS Med. Chem. Lett. ACS Nano ACS Omega ACS Photonics ACS Sens. ACS Sustainable Chem. Eng. ACS Synth. Biol. Anal. Chem. BIOCHEMISTRY-US Bioconjugate Chem. BIOMACROMOLECULES Chem. Res. Toxicol. Chem. Rev. Chem. Mater. CRYST GROWTH DES ENERG FUEL Environ. Sci. Technol. Environ. Sci. Technol. Lett. Eur. J. Inorg. Chem. IND ENG CHEM RES Inorg. Chem. J. Agric. Food. Chem. J. Chem. Eng. Data J. Chem. Educ. J. Chem. Inf. Model. J. Chem. Theory Comput. J. Med. Chem. J. Nat. Prod. J PROTEOME RES J. Am. Chem. Soc. LANGMUIR MACROMOLECULES Mol. Pharmaceutics Nano Lett. Org. Lett. ORG PROCESS RES DEV ORGANOMETALLICS J. Org. Chem. J. Phys. Chem. J. Phys. Chem. A J. Phys. Chem. B J. Phys. Chem. C J. Phys. Chem. Lett. Analyst Anal. Methods Biomater. Sci. Catal. Sci. Technol. Chem. Commun. Chem. Soc. Rev. CHEM EDUC RES PRACT CRYSTENGCOMM Dalton Trans. Energy Environ. Sci. ENVIRON SCI-NANO ENVIRON SCI-PROC IMP ENVIRON SCI-WAT RES Faraday Discuss. Food Funct. Green Chem. Inorg. Chem. Front. Integr. Biol. J. Anal. At. Spectrom. J. Mater. Chem. A J. Mater. Chem. B J. Mater. Chem. C Lab Chip Mater. Chem. Front. Mater. Horiz. MEDCHEMCOMM Metallomics Mol. Biosyst. Mol. Syst. Des. Eng. Nanoscale Nanoscale Horiz. Nat. Prod. Rep. New J. Chem. Org. Biomol. Chem. Org. Chem. Front. PHOTOCH PHOTOBIO SCI PCCP Polym. Chem.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
0
微信
客服QQ
Book学术公众号 扫码关注我们
反馈
×
意见反馈
请填写您的意见或建议
请填写您的手机或邮箱
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
现在去查看 取消
×
提示
确定
Book学术官方微信
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术
文献互助 智能选刊 最新文献 互助须知 联系我们:info@booksci.cn
Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。
Copyright © 2023 Book学术 All rights reserved.
ghs 京公网安备 11010802042870号 京ICP备2023020795号-1