Вплив різних умов освітлення на фоточутливі властивості структур Si та Si
DOI:
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-65Ключові слова:
сірка, родій, фотопровідність, концентрація легуючої домішки, випромінювання, монохроматична чутливість, релаксаціяАнотація
У статті проаналізовано результати експериментальних досліджень фоточутливих властивостей структур Si<B,S> та Si<B,Rh> під впливом різних видів випромінювання. Було виявлено, що чутливість фотодіодів, виготовлених на основі Si<B,S> та Si<B,Rh>, зростає в кілька разів (від 0,35 до 2,6 А·Вт-1) при зниженні температури (від 300 К до 77 К). Порогова чутливість фотодетекторів на основі Si<B,S> виявилася значно вищою порівняно з фотодетекторами на основі Si<B,Rh> (Φ ≈ 1,2·1011 лм·Гц-1/2). Збільшення концентрації сірки (S) або родію (Rh) у кремнії підвищує фоточутливість, але чутливість зменшується в 3-4 рази при перевищенні допустимої концентрації (NRh > 2,6·1015 см-3). Було виявлено, що фотодетектори на основі Si<B,S> та Si<B,Rh> зберігають свої параметри чутливості при високих рівнях радіаційного опромінення (від протонів, нейтронів, електронів та γ-квантів). У діодах на основі p⁺-n-p-n⁺ спостерігається S-подібна вольт-амперна характеристика, а також зникнення напруги затвора (Usp = 0,5÷10 В) зі збільшенням температури. Релаксація фотопровідності в діодах на основі Si<B,S> та Si<B,Rh> зумовлена збільшенням часу життя носіїв заряду.
Посилання
A.Y. Boboev, Kh.A. Makhmudov, Z.M. Ibrokhimov, A.K. Rafikov, N.Y. Yunusaliyev, and S.Kh. Ibrokhimov, “Long-term relaxation processes of electrical conductivity in compensated Si-{B,S}- and Si-{B,Rh}- monocrystals,” East European Journal of Physics, (2), 436–440 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-2-54
H. Zhang, and N.-G. Park, “Progress and issues in p-i-n type perovskite solar cells,” DeCarbon, 3, 100025 (2024). https://doi.org/10.1016/j.decarb.2023.100025
K.S. Daliev, Sh.B. Utamuradova, J.J. Khamdamov, M.B. Bekmuratov, O.N. Yusupov, Sh.B. Norkulov, and Kh.J. Matchonov, “Defect Formation in MIS Structures Based on Silicon with an Impurity of Ytterbium,” East Eur. J. Phys. (4), 301-304 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-33
T. Taima, M. Chikamatsu, Y. Yoshida, K. Saito, and K. Yase, “Effects of intrinsic layer thickness on solar cell parameters of organic p-i-n heterojunction photovoltaic cells,” Appl. Phys. Lett., 85(26), 6412–6414 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1841479
F.P. Ziemba, G. Pelt, G. Ryan, L. Wang, and R. Alexander, “Properties of an n+ i p+ Semiconductor Detector,” IRE Trans. Nucl. Sci., 9(3), 155–159 (1962). https://doi.org/10.1109/tns2.1962.4315987
S.Z. Zainabidinov, A.Y. Boboev, N.Y. Yunusaliyev, and J.N. Usmonov, “An optimized ultrasonic spray pyrolysis device for the production of metal oxide films and their morphology,” East Eur. J. Phys. (3), 293 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-30
M.S. Kukurudziak, “Analysis of the Spectral Characteristics of the Responsivity of Diffusion p-i-n; Photodiode Based on High Resistivity p-Si,” Microsystems, Electronics and Acoustics, 28(1), 47-51 (2023). https://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.275010
A.S. Saidov, Sh.N. Usmonov, M.U. Kalanov, and Kh.M. Madaminov, “Effect of gamma irradiation on photoconductivity and photosensitivity of Si₁₋ₓSnₓ solid solutions,” Heliotechnical Mater. Sci. 47, 48–51 (2011). https://doi.org/10.3103/S0003701X11010142
M. Karimov, and A. K. Karakhodzhaev, “Investigation of Si-B,S- and Si-B,Rh- compensated photoresistors,” Russ. Phys. J. 43(6), 509–511 (2000). https://doi.org/10.1007/bf02508633
M. Koopmans, M.A.T. Leiviskä, J. Liu, J. Dong, L. Qiu, J. C. Hummelen, G. Portale, et al., “Electrical Conductivity of Doped Organic Semiconductors Limited by Carrier–Carrier Interactions,” ACS Appl. Mater. Interfaces, 12(50), 56222–56230 (2020). https://doi.org/10.1021/acsami.0c15490
H.A. Hadi, R.A. Ismail, and A.R. Abdulwahhab, “Effect of Gamma Irradiation on the Optoelectronics Properties of Porous Si/c-Si Heterojunction photodetector,” Silicon, 16(3), 1097–1106 (2023). https://doi.org/10.1007/s12633-023-02731-w
A.Y. Boboev, B.M. Ergashev, N.Y. Yunusaliyev, J.S. Madaminjonov, “Electrophysical nature of defects in silicon caused by implanted platinum atoms,” East Eur. J. Phys. (2), 431 (2025), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-2-53
Y. Wei, Ch. Lan, et al., “Recent Advances in Photodetectors Based on Two-Dimensional Material/Si Heterojunctions,” Appl. Sci. 13, 11037 (2023). https://doi.org/10.3390/app131911037V.
N.K. Tailor, C.A. Aranda, et al., “Negative Photoconductivity: Bizarre Physics in Semiconductors,” ACS Mater. Lett. 4(11), 2298–2320 (2022). https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.2c00675
A.O. Goushcha, B. Tabber, et al., “Silicon photoresistive sensors with improved performance,” J. Appl. Phys. 123, 044505 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5006819
G.-F. Dalla and J. Ye, “Silicon Radiation Detector Technologies: From Planar to 3D,” Chips, 2, 83–101 (2023). https://doi.org/10.3390/chips2020006
W. Jiang, T. Li, L. Yin, J. Chen, D. Niu, G. Li, Y. Shi, et al., “Thermal switch with tunable thermal conductivity via external stimuli and thermal diodes,” Appl. Therm. Eng. 275, 126848 (2025). https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.126848
V. Terracciano, A. Borghese, M. Boccarossa, V. d’Alessandro, and A. Irace, “A Geometry-Scalable Physically-Based SPICE Compact Model for SiC MPS Diodes Including the Snapback Mechanism,” Solid State Phenom. 360, 67–74 (2024). https://doi.org/10.4028/p-b9imzl
F. Chen, D.S. Chao, M.-J. Chen, P. Yen, J.-T. Yeh, C.-M. Lee, W.-H. Wang, et al., “S-shaped negative differential resistance modeling in electro-thermal simulation of phase-change memory programming,” in: Proceedings of the 2007 Non-Volatile Memory Technology Symposium (NVMT), 2007, pp. 67–70. https://doi.org/10.1109/NVMT.2007.4389949
T. Asada, Y. Ichikawa, and M. Kato, “Carrier lifetime measurements in semiconductors through the microwave photoconductivity decay method,” Journal of Visualized Experiments (JoVE), 146, 31058909 (2019). https://doi.org/10.3791/59007
C.R. Doerr, “Silicon photonic integration in telecommunications,” Front. Phys. 3(37), (2015). https://doi.org/10.3389/fphy.2015.00037
M.S. Yunusov, M. Karimov, and B.L. Oksengendler, “On the mechanisms of long-term relaxation of the conductivity in compensated Si-{B,S}- and Si-{B,Rh}- as a result of irradiation,” Semiconductors, 32(3), 238–240 (1998). https://doi.org/10.1134/1.1187387
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
