Статичні струми p-Si–n-Si1-δSnδ–n+-Si1-δSnδ (0≤δ≤0.04) структур з квантовими точками олова
Анотація
У цій роботі досліджено вольт-амперні характеристики структур p-Si-n-Si1-δSnδ за кімнатної температури з метою з'ясування ролі ефектів інжекції у формуванні електричних властивостей гетероструктур, отриманих на основі твердого розчину Si1-δSnδ (0≤δ≤0,04). Показано, що сублінійні ділянки, що спостерігаються на вольт-амперних характеристиках, добре описуються в рамках теорії ефекту виснаження інжекції. Показано, що сублінійні ділянки, що спостерігаються на вольт-амперних характеристиках, добре описуються в рамках теорії ефекту виснаження інжекції. Значення параметра «а» визначалося безпосередньо з сублінійної ділянки вольт-амперної характеристики, що надалі дозволило визначити концентрацію глибоких домішок, що відповідають за появу сублінійної ділянки. Цим було доведено, що досліджувану структуру можна розглядати як p-Si-n-Si1-δSnδ–n+-Si1-δSnδ (0≤δ≤0,04) – перехід з високоомним шаром n-Si1-δSnδ. Аналіз отриманих результатів дозволив зробити висновок, що в цьому твердому розчині Si1-δSnδ (0≤δ≤0,04) розсіювання носіїв заряду не лише на складних комплексах, але й на наноутвореннях відіграє значну роль у формуванні електрофізичних властивостей. На основі результатів досліджень було зроблено висновок про використання епітаксійних плівок твердих розчинів Si1-δSnδ (0≤δ≤0,04), отриманих на кремнієвих підкладках, як перспективних матеріалів при розробці діодів на їх основі, що працюють у режимі подвійної інжекції.
Завантаження
Посилання
A.P. Kokhanenko, A.V. Voitsekhovskii, K.A. Lozovoy, R. Douhan, V.V. Dirko, and N.Yu. Akimenko, “Dark current of photodetectors based on multilayer structures with quantum dots,” Applied Physics, 5, 42 (2022). https://doi.org/10.51368/1996-0948-2022-5-42-48. (in Russian).
I.I. Izhnin, K.A. Lozovoy, A.P. Kokhanenko, K.I. Khomyakova, R.M.H. Douhan, V.V. Dirko, A.V. Voitsekhovskii, et al., “Single-photon avalanche diode detectors based on group IV materials,” Applied Nanoscience 12, 253 (2022), https://doi.org/10.1007/s13204-021-01667-0
K.A. Lozovoy, Kinetics of nanoheterostructures formation with quantum dots of germanium on silicon for optoelectronics devices. Ph.D. thesis, Tomsk State University, 2016. (in Russian).
Kh.M. Madaminov, “Temperature dependences of the eleсtrophysical properties of the solid solution Si1-xSnx (0 x 0.04),” Applied Physics, 1, 63-68 (2021), https://doi.org/10.51368/1996-0948-2021-1-63-68. (in Russian).
A.S. Saidov, S.N. Usmonov, M.U. Kalanov, et al., “Structural and some electrophysical properties of the solid solutions Si1 xSnx (0 ≤ x ≤ 0.04),” Phys. Solid State, 1(55), 45–53 (2013). https://doi.org/10.1134/S1063783413010290
A.S. Saidov, Sh.N. Usmonov, M.U. Kalanov, Kh.M. Madaminov, and D.A. Nishanova, “Effect of Gamma Irradiation on Photoconductivity and Photosensitivity of Si1-xSnx Solid Solutions,” Applied Solar Energy, 47(1), 48-51 (2010). https://doi.org/10.3103/S0003701X11010142
Z. Li, H.-Z. Gao, W.-R. Xu, J.-M. Wang, W. Li, and X.-D. Jiang, “Optoelectronic artificial synapse based on Si1-xSnx alloyed film,” Vacuum, 6(212), 112002 (2023). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112002
A.M. Hussain, N. Wehbe, and M.M. Hussain, “SiSn diodes: theoretical analysis and experimental verification,” Appl. Phys. Lett. 107, (2015). https://doi.org/10.1063/1.4929801
A.S. Saidov, D.V. Saparov, Sh.N. Usmonov, A.Sh. Razzakov, and M. Kalanov, “Features of liquid-phase epitaxy of new solid solutions of (GaAs)1-y-z(Ge2)y(ZnSe)z and their photoelectric properties,” International Journal of Modern Physics B, 14(37), 2350132 (2023). https://doi.org/10.1142/S0217979223501321
Sh.K. Ismailov, A.S. Saidov, Sh.N. Usmonov, D.V. Saparov, D.O. Eshonkhojaev, U.P. Asatova, and S.G. Bobojanov, “Investigation of the Spectral Photosensitivity of nGaAs-n+(GaAs)1-x-y(Ge2)x(ZnSe)y Heterostructure Obtained from Bi Solution-Melt,” The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, 6(73), 980-986 (2024). https://doi.org/10.5370/KIEE.2024.73.6.980
A. Medvid, P. Onufrijevs, R. Jarimaviciute-Gudaitiene, et al., “Formation mechanisms of nano and microcones by laser radiation on surfaces of Si, Ge, and SiGe crystals,” Nanoscale Res. Lett. (1)8, 264 (2013). https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-264
V.G. Dubrovskiy, Theory of formation of epitaxial nanostructures, (Fizmatlit, Moskow, 2009). (in Russian).
Y. Seo, and W. Jhe, “Atomic force microscopy and spectroscopy,” Reports on Progress in Physics, 71(1), 016101 (2008). https://doi.org/10.1088/0034-4885/71/1/016101
S.Z. Zaynabidinov, and A.O. Kurbanov, “Nickel-dopant atom clusters and their effect on the recombination properties of silicon,” Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Natural Sciences, 2(93), 81–93 (2019). https://doi.org/10.18698/1812-3368-2019-2-81-93 (in Russian).
A.Yu. Leiderman, and P.M. Karageorgy-Alkalaev, “On the theory of sublinear current-voltage characteristics of semiconductor structures,” Solid State Communications, 10(25), 781-783 (1978). https://doi.org/10.1016/0038-1098(78)90529-X
Kh.M. Madaminov, “Effect of injection phenomena on electrical properties of pSi-nSi1−xSnx heterojunctions,” Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Natural Sciences, 2(95), 71-84 (2021). https://doi.org/10.18698/1812-3368-2021-2-71-84. (in Russian).
A.S. Saidov, A.Yu. Leyderman, Sh.N. Usmonov, and K.A. Amonov, “Effect of injection depletion in p-Si-n-(Si2)1-x(ZnSe)x (0≤x≤0.01) heterostructure,” Semiconductors, 9(52), 1188-1192 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063782618090142
A.Yu. Leiderman, R.A. Ayukhanov, R.M. Turmanova, A.K. Uteniyazov, and E.S. Esenbaeva, “Non-recombination injection mode,” SPQEO, 3(24), 248-254 (2021). https://doi.org/10.15407/spqeo24.03.248
P. Harrison, and Alex Valavanis, Quantum wells, wires and dots: theoretical and computational physics of semiconductor nanostructures, 4th edition (West Sussex, United Kingdom; Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2016), pp. 16.
H. El Ghonimy, M.R. Abdel-Rahman, M. Hezam, M.A. Alduraibi, N.F. Al-Khalli, and B. Ilahi, “Amorphous SiSn alloy: another candidate material for temperature sensing layers in uncooled microbolometers,” Phys. Status Solidi (b), 258, (2021). http://dx.doi.org/10.1002/pssb.202100103
Авторське право (c) 2025 Авазбек Ш. Ікромов, Азізбек А. Абдурахмонов, Хуршиджон М. Мадамінов
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).
