Поляриметрический эффект в gaas поверхностно-барьерных структурах

ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В GaAs

ПОВЕРХНОСТНО-БАРЬЕРНЫХ СТРУКТУРАХ

Д.Мелебаев, А.Языева.

Барьеры Шоттки (БШ) на основе арсенида галлия (GaAs) остаются одним из наиболее перспективных структур для разработки приборов, используемых в современной микро- и оптоэлектронике [1-3].

Настоящая работа посвящена исследованию фоточувствительности (ФЧ) наноструктурированных диодов ШотткиAu-n-GaAs,Au-оксид-n-GaAs в широкой области спектра под воздействием как естественного, так и линейно-поляризованного (ЛП) излучения. В качестве исходного материала использовали пластинки (с концентрацией некомпенсированных доноров ) толщиной около 350 мкм. На одной поверхности создавался омический контакт (ОК) вплавлением сплава На другой поверхности сначала формировался нанооксидный слой (ОС) толщиной , затем создавался барьерный контакт (БК) полупрозрачного слоя Диэлектрическим (оксидным) слоем служил собственный оксид ( ) с . ОС, БК создавались химическим методом [2, 3].

Конструктивная схема и спектр ФЧ структур проиллюстрированы на рисунках (рис. 1, 2). Токовая ФЧ структур (рис. б, кривая 1) в максимуме спектра составляла Для выяснения влияния промежуточного ОС на коротковолновую ( ) ФЧ был проведен сравнительный анализ спектров фототока структур ( , кривая 2) и идеальных Рис.1. диодов ( , 1 рис.б, кривая 1). В результате исследования ФЧ в УФ-области спектра впервые экспериментально установлено, что в структурахс коротковолновая ФЧ примерно в 1,5 раза выше, чем ФЧ в структурах с (рис. б). В созданных нами наноструктурах(рис. б, кривая 2) максимум ФЧ смещается в коротковолновую сторону. Так как, промежуточный нанооксидный слой ( ) толщиной между полупроводником и металлом приводит к существенному увеличению коротковолновой фоточувствительности фотоприемников .

При наклонном падении линейно-поляризованного излучения на поверхность барьерного контакта возникал поляриметрический эффект (рис. 2), обусловленный неэквивалентным прохождением излучением разных поляризаций границы воздух-приемная плоскость структуры. Это проявилось в том, что при углах падения излучения θ0 фототок в поляризации // плоскости падения -I^III┴во всей области фоточувствительности исследованных структур. В угловой зависимости поляризационной разности фототоковI=I^III┴в окружностиθ60 проявляется четкий максимум, свидетельствующий о том, что зависимости I^II(θ) и I┴(θ) качественно описываются соотношениями Френеля для оптических процессов на границе контактирующих сред.

С пектральный контур поляризационной разности фототоков (рис. 2, кривая 1), в общем, отвечает характерному для спектрального контура фототока структуры в естественном излучении. Энергетическое положение четкой ступеньки в спектральной зависимости

I согласуется с значением ширины запрещенной зоны GaAs [1], тогда плавным коротковолновой спад I указывает на усиление роли рекомбинации в приповерхностном слое GaAs по мере локализации области поглощения излучения вблизи межфазной границы металл-полупроводник.

Спектральная зависимость коэффициента фотоплеохроизма структур

Au-n-GaAs характеризует наведенный поляриметрический эффект как не селективный и наблюдаемый в пределах всей области фоточувствительности (рис. 2, кривая 2). Эта

, eVзакономерность согласуется с выводами [3].

Рис. 2. Главным параметром поляриметрического детектора является его азимутальная фоточувствительностьФ_I=2·S_I·P. Из рис. 4 можно видеть, что при фиксированном угле падения в полученных структурахAu-n-GaAs максимальная величина Ф(θ=80 ) достигается в окрестности энергий фотонов 1.48-1.55 eV и составляет Ф_I=0.1-0.13 А/Вт·град. Таким образом, поверхностно-барьерные структуры на основе GaAs могут служить в качестве широкополосных фотоанализаторов линейно-поляризованного излучения.

Список литературы

1. Бланк Т.В., Гольдберг Ю.А. Полупроводниковые фотопреобразователи для ультрафиолетовой области спектра // ФТП, 2003, Т. 37, вып. 9. С.1025-1055.

2. Мелебаев Д., Мелебаева Г.Д., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В. Фоточувствительность и определение высоты барьеров Шоттки в структурахAu-n-GaAs. // ЖТФ, 2008, том 78, вып.1, -С. 137-142.

3. Rud V., Melebaev D., Krasnoshchekov V., Ilyin I., Terukov E., Duildin M., Andreev A., Shamuhammedova M. and Davydov V. Photosensitivite of Nanostructured Schottky Barriers Based on GaP for Solar Energy Applications // Energies 2023, 16, 2319. https: // doi org / 103390/en16052319.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/553954-poljarimetricheskij-jeffekt-v-gaas-poverhnost