Механізми перехідного струму в висококомпенсированих зразках кремнію з нанокластерами цинку
Анотація
У статті наведено експериментальні результати дослідження вольт-амперних характеристик сильнокомпенсованих зразків кремнію n- та p-типу, легованих цинком при температурі 80 К. Вольт-амперні характеристики досліджуваних зразків містять як сублінійні, так і надлінійні ділянки. Виявлено декілька (до восьми) характерних ділянок, кількість яких залежить від освітленості, температури та питомого електроопору зразка. За певних умов відбувається чергування ділянок вольт-амперної характеристики з негативною диференціальною провідністю N- і S-типу, за якими спостерігаються нестабільності струму з інфранизькою частотою. Поява ділянок вольт-амперної характеристики з квадратичною залежністю пояснюється наявністю швидких і повільних центрів рекомбінації, пов'язаних з нанокластерами цинку, а сублінійних ділянок пояснюється в рамках теорії «ефекту інжекційного виснаження». Утворення нанокластерів за участю іонів цинку підтверджено дослідженнями атомно-силової мікроскопії.
Завантаження
Посилання
M.K. Bakhadirkhanov, N.F. Zikrillaev, and S.B. Isamov, Photoelectric phenomena in silicon with multiply charged nanoclusters (Lambert Academic Publishing, 2019). https://www.morebooks.shop/shop-ui/shop/product/978-620-0-48701-8 (in Russian)
M. K. Bakhadyrkhanov, and S.B. Isamov, “Energy level spectra of multiply charged nanoclusters of manganese atoms in silicon,” Elektronnaya obrabotka materialov, 47(6), 8-11 (2011). https://eom.ifa.md/ru/journal/shortview/497 (in Russian)
V.L. Bonch-Bruevich, I.P. Zvyagin, and A.G. Mironov, in: Domain electric instability in semiconductors, (Nauka, Moscow 1972). pp. 36-45. (in Russian)
M.K. Bachadyrchanov, S.B. Isamov, N.F. Zikrillaev, and E.U. Arzikulov, “Infrared quenching of photoconduction in silicon with multicharge manganese clusters,” Surf. Engin. Appl. Electrochem. 49, 308–311 (2013). https://doi.org/10.3103/S1068375513040029
M.K. Bachadyrchanov, S.B. Isamov, N.F. Zikrillaev, and E.U. Arzikulov, “Effect of Elasticity of Diffusant Vapors on Concentration of Electroactive Atoms and Degree of Compensation of Si (Zn) Models,” Technical Physics Letters, 17(12), 1-4 (1991). https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/25973 (in Russian)
S. Weiss, R. Beckmann, and R. Kassing, “The electrical properties of zinc in silicon,” Applied Physics A Solids and Surfaces, 50(2), 151-156 (1990), https://doi.org/10.1007/bf00343410
A.N. Akimov, V.G. Erkov, E.L. Molodtsova, S.P. Suprun, and V.N. Shumskii, “Injection currents in a narrow-gap dielectric Pb1 xSnxTe,” FTP, 39(5), 563-568 (2005). https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/5796 (in Russian)
M.A. Lamper,t and R.B. Schilling, “Chapter 1 Current Injection in Solids: The Regional Approximation Method,” Semiconductors and Semimetals, 6, 1-96 (1970), https://doi.org/10.1016/s0080-8784(08)62630-7
V.E. Lashkarev, A.V. Lyubchenko, and M.K. Sheinkman, Nonequilibrium Processes in Photoconductors, (Naukova Dumka, Kyiv, 1981). (in Russian)
B.I. Shklovsky, and A.L. Efros, in: Electronic properties of doped semiconductors, (Science, Moscow, 1979). pp. 123-128. (in Russain)
A. Rose, in: Fundamentals of the theory of photoconductivity, (Foreign Literature, Moscow, 1962). pp. 78-81, pp. 100-113. (in Russain)
M.K. Sheinkman, and A.Ya. Shik, “Long-term relaxations and residual conductivity in semiconductors,” Soviet Physics Semiconductors and Devices, 10(2), (1976). (in Russian)
J. Zhang, and B.I. Shklovskii, “Density of States and Conductivity of Granular Metal or Array of Quantum Dots,” Phys. Rev. B, 70, 115317 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.70.115317
N.N. Gerasimenko, and Yu. N. Parkhomenko, in: Silicon as a material for nanoelectronics, (Technosfera, Moscow, 2007), pp. 43 45). (in Russian)
M.K. Bakhadyrkhanov, G.Kh. Mavlonov, S.B. Isamov, Kh.M. Iliev, K.S. Ayupov, Z.M. Saparniyazova, and S.A. Tachilin, “Electrophysical properties of silicon doped with manganese by low-temperature diffusion,” Inorg. Mater. 47(5), 479-483 (2011). https://doi.org/10.1134/S0020168511050062
M.K. Bakhadirkhanov, N.F. Zikrillaev, S.B. Isamov, and K. Khaidarov, “Nanoscale graded-gap structure in silicon with multiply charged nanoclusters,” Microelectronics, 42(6), 444 (2013). (in Russian)
M.A. Rafiq, “Carrier transport mechanisms in semiconductor nanostructures and devices,” Journal of Semiconductors, 39(6), 061002 (2018), https://doi.org/10.1088/1674-4926/39/6/061002
V.G. Baskakov, and N.A. Mishustin. Quantomechanical calculation metal-semiconductor contact, in: IV International scientific-technical forum STSO-2021, Proceedings, 2, pp.62-65. (in Russian)
A.S. Chernobrovkina, V.G. Litvinov, V.V. Tregulov, and A.V. Ermachikhin, “Study of current transport mechanisms in por-Si/ p-Si semiconductor structures with thick por-Si layer, in: IV International scientific-technical forum STSO-2021, Proceedings, pp.74-83. (in Russian)
S. Boughdachi, Y. Badali, Y. Azizian-Kalandaragh, and Ş. Altındal, “Current-Transport Mechanisms of the Al/(Bi2S3-PVA Nanocomposite)/p-Si Schottky Diodes in the Temperature Range Between 220 K and 380 K,” J. Electron. Mater. 47, 6945-6953 (2018). https://doi.org/10.1007/s11664-018-6593-y
M. Labed, J. Y. Min, A. B. Slim, N. Sengouga, C.V. Prasad, S. Kyoung, and Y.S. Rim, “Tunneling via surface dislocation in W/β-Ga2O3 Schottky barrier diodes,” J. Semicond. 44(7), 072801 (2023), http://dx.doi.org/10.1088/1674-4926/44/7/072801
T. Abdulmecit, “On current-voltage and capacitance-voltage characteristics of metalsemiconductor contacts,” Turkish Journal of Physics, 44(4), 302-347 (2020). https://doi.org/10.3906/fiz-2007-11
D. Degler, U. Weimar, and N. Barsan, “Current understanding of the fundamental mechanisms of doped and loaded semiconducting metal oxide-based gas sensing materials,” ACS Sens. 4(9), 2228-2249 (2019). https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00975
Авторське право (c) 2023 Ешкуват У. Арзікулов, М. Раджабова, Ш.Й. Кувондиков, Г. Гулямов
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
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).
