Фактори, що впливають на коефіцієнт ідеальності напівпровідникових p-n та p-i-n перехідних структур при кріогенних температурах
Анотація
У цій статті висвітлюється залежність ідеальності фактора як від внутрішніх функціональних параметрів, так і від зовнішніх факторів у напівпровідниках при низьких температурах. Ми дослідили вплив зовнішніх факторів, таких як температура та напруга зовнішнього джерела. За допомогою чисельного моделювання та теоретичного аналізу ми детально вивчили залежності внутрішніх функціональних параметрів напівпровідникових матеріалів, включаючи концентрацію домішок, ширину забороненої зони напівпровідників, тривалість життя носіїв заряду та геометричні розміри в діапазоні від мікрометрів до нанометрів, на ідеальність фактора в структурах p-n і p-i-n переходів. Наш аналіз охоплює кріогенні температури від 50 К до 300 К з інтервалом 50 К. Для проведення цього дослідження ми зосередилися на структурах p-n і p-i-n переходів, виготовлених з Si та GaAs. Обрана модель має геометричні розміри a=10 мкм, b=8 мкм і c=6 мкм. Товщина i-шару варіювалася від 10 мкм до 100 мкм з кроком 10 мкм. Збільшення товщини i-шару призводить до відповідного збільшення ідеальності фактора.
Завантаження
Посилання
S.M. Sze, and K.K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, third edition, (John Wiley & Sons, Inc., 2007).
E. Gnani, A. Gnudi, S. Reggiani, and G. Baccarani, IEEE Trans. Electron Devices, 58(9), 2903 (2011). https://doi.org/10.1109/TED.2011.2159608
Z. Arefinia, A. Asgari, Solar Energy Materials and Solar Cells, 137, 146 (2015). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.01.032
O.V. Pylypova, A.A. Evtukh, P.V. Parfenyuk, I.I. Ivanov, I.M. Korobchuk, O.O. Havryliuk, and O.Yu. Semchuk, Opto-Electronics Review, 27(2), 143 (2019). https://doi.org/10.1016/j.opelre.2019.05.003
R. Ragi, R.V.T. da Nobrega, U.R. Duarte, and M.A. Romero, IEEE Trans. Nanotechnol. 15(4), 627 (2016). https://doi.org/10.1109/TNANO.2016.2567323
R.D. Trevisoli, R.T. Doria, M. de Souza, S. Das, I. Ferain, and M.A. Pavanello, IEEE Trans. Electron Devices, 59(12), 3510 (2012). https://doi.org/10.1109/TED.2012.2219055
N.D. Akhavan, I. Ferain, P. Razavi, R. Yu, and J.-P. Colinge, Appl. Phys. Lett. 98(10), 103510 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3559625
A.V. Babichev, H. Zhang, P. Lavenus, F.H. Julien, A.Y. Egorov, Y.T. Lin, and M. Tchernycheva, Applied Physics Letters, 103(20), 201103 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4829756
D.H.K. Murthy, T. Xu, W.H. Chen, A.J. Houtepen, T.J. Savenije, L.D.A. Siebbeles, et al., Nanotechnology, 22(31), 315710 (2011). https://doi.org/10.1088/0957-4484/22/31/315710
B. Pal, K.J. Sarkar, and P. Banerji, Solar Energy Materials and Solar Cells, 204, 110217 (2020). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2019.110217
J.Sh. Abdullayev, I.B. Sapaev, Eurasian Physical Technical Journal, 21(3), 21–28 (2024). https://doi.org/10.31489/2024No3/21-28
P. Dubey, B. Kaushik, and E. Simoen, IET Circuits, IET Circuits, Devices & Systems, (2019). https://doi.org/10.1049/iet-cds.2018.5169
M.-D. Ko, T. Rim, K. Kim, M. Meyyappan, and C.-K. Baek, Scientific Reports, 5(1), 11646 (2015). https://doi.org/10.1038/srep11646
A.M. de Souza, D.R. Celino, R. Ragi, and M.A. Romero, Microelectronics J. 119, 105324 (2021). https://doi.org/10.1016/j.mejo.2021.105324
M.C. Putnam, S.W. Boettcher, M.D. Kelzenberg, D.B. Turner-Evans, J.M. Spurgeon, E.L. Warren, et al., Energy & Environmental Science, 3(8), 1037 (2010). https://doi.org/10.1039/C0EE00014K
Abdullayev, J. S., & Sapaev, I. B. (2024). East European Journal of Physics, (3), 344-349. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-39R
Elbersen, R.M. Tiggelaar, A. Milbrat, G. Mul, H. Gardeniers, and J. Huskens, Advanced Energy Materials, 5(6), 1401745 (2014). https://doi.org/10.1002/aenm.201401745
Цитування
Mathematical Modeling of Electrostatic Potential in Radial and Planar p–n Junctions: A Comparative Study
Qalandarova Dildora A., Ibragimova Madinabonu Sh., Abdullayev Jo‘shqin Sh. & Sapaev Ibrokhim B. (2026) East European Journal of Physics
Crossref
Modeling of Optoelectronic Properties in pSi/n-CdmZn1−mS Heterojunctions: Effects of Composition and Temperature
Abdullayev Jo’shqin Sh., Sapaev Ibrokhim B., Kadirov Sardor R. & Abdullayev Jonibek Sh. (2025) Journal of Electronic Materials
Crossref
The Role of Recombination Types in Efficiency Limits of Radial p n junctions based on Si and GaAs
Abdullayev Jo`shqin Sh., Sapaev Ibrokhim B. & Kadirov Sardor R. (2025) East European Journal of Physics
Crossref
Experimental and Simulation-Based Investigation of p-Si/n-CdS Heterojunctions: From Cryogenic Freeze-Out to Room Temperature Operation
Abdullayev J. Sh., Qalandarova D. A., Ibragimova M. Sh., Sapaev I. B. & Razzokov J. I. (2026) Journal of Electronic Materials
Crossref
Cryogenic Material and Electrophysical Changes in Si and GaAs
Abdullayev Jonibek Sh., Ibragimova Madinabonu Sh., Abdullayev Jo‘shqin Sh. & Sapaev Ibrokhim B. (2026) East European Journal of Physics
Crossref
Analytic Analysis of the Features of GaAs/Si Radial Heterojunctions: Influence of Temperature and Concentration
Abdullayev Jo`shqin Sh. & Sapaev Ibrokhim B. (2025) East European Journal of Physics
Crossref
Bandgap-Engineered pSi/n-CdₓS₁₋ₓ Heterojunctions: Effect of Composition on Optoelectronic Behavior
Sapaev Ibrokhim B., Razzokov Jamoliddin I., Abdullayev Jo‘shqin Sh., Qalandarova Dildora A. & Ibragimova Madinabonu Sh. (2025) East European Journal of Physics
Crossref
Авторське право (c) 2024 Джошкін Ш. Абдуллаєв, Іброхім Б. Сапаєв
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).
