Влияние условий напыления и постконденсационной термической обработки на электрические свойства LiNbO3/Si мдп–структур
В.А. Дыбов 1, аспирант, А.В. Костюченко1, М.П. Сумец2, Д.Е. Филиппова3
1Воронежский государственный технический университет
Кафедра физики твердого тела
2Center of Gravitational Wave Astronomy, University of Texas at Brownsville, Brownsville, USA
3Воронежский государственный университет
Кафедра материаловедения и индустрии наносистем
В работе методом высокочастотных (на частоте 105Гц) вольт-фарадных характеристик изучены электрические свойства LiNbO3/Si МДП гетероструктур.
|
Профиль распределения доноров в Si, для исходных гетероструктур Si-пленка, полученных в атмосфере Ar при давлении 1,5·10-1Па(a) и 5·10-1Па(c), и гетероструктуры, полученной при давлении 1,5·10-1Па после ТО(b) |
Исследуемые МДП структуры получали путем напыления пленок ниобата лития, толщиной около 0,5 мкм, на поверхности (001) Si n-типа, методом высокочастотного магнетронного распыления (удельная мощность магнетрона 30 Вт/см-2, дистанция от подложки до мишени 5 см) монокристаллической мишени LiNbO3, при различных условиях (Ar и Ar(60%) + O2(40%) среда, давление рабочего газа 1,5·10-1 Па и 5,0·10-1 Па). Часть исследуемых структур была подвергнута постконденсационной обработке (изотермический отжиг на воздухе в течение 60 мин. при 650ºС).
Установлено влияние давления и состава рабочего газа при ВЧМР мишени LiNbO3 и постконденсационной термической обработки на электрические свойства полученных гетероструктур. По результатам анализа вольт-фарадных характеристик установлено, что повышение давления рабочего газа в процессе приводит к смещению эффективного встроенного заряда гетероструктуры кремний-пленка в сторону отрицательных значений. Присутствие в составе рабочего газа кислорода или отжиг гетероструктуры кремний-пленка в кислородосодержащей среде приводят к снижению эффективного встроенного заряда гетероструктуры вследствие снижения количества кислородных вакансий в пленке. Длительный изотермический отжиг оказывает значительное влияние на плотность поверхностных энергетических состояний, существенно снижая их.
Исследование распределения доноров в кремнии показало, что для всех образцов оно не однородно. Наибольшая концентрация приповерхностных доноров в кремнии наблюдалась у гетероструктур без ТО. Наличие доноров в кремнии можно связать с диффузией атомов лития из пленки. Кроме того, более интенсивная бомбардировка частицами плазмы подложки Si в процессе ВЧМР при повышенных давлениях плазмы (5,0·10-1 Па) может приводить к образованию дефектного слоя в кремнии с формированием в нем донорных центров (см. рисунок).
УДК 538.9
Влияние легирующих добавок на электрические свойства твердых растворов на основе теллурида висмута
В.В. Бавыкин, магистрант ПФм-141, Л.В. Канивец, аспирант, А.С. Шуваев, аспирант
Кафедра физики твердого тела
В настоящее время широкий интерес вызывают альтернативные источники энергии. Одними из представителей таких источников являются термоэлектрические генераторы, основанные на прямом преобразовании тепловой энергии в электрическую. Не смотря на простоту конструкции и долговечность, эти преобразователи имеют несколько минусов, которые сдерживают их широкое практическое применение. На сегодняшний день основным среднетемпературным материалом является теллурид висмута. Главной задачей, которая стоит перед исследователями – сместить пик термоэлектрической добротности в область более высоких температур путем количественного изменения легирующих добавок. В работе проведено исследование влияния легирующих добавок: Pb, Se, Te на термоэлектрические параметры твердого раствора Bi2Te3–Sb2Te3, состава Bi0.25Sb1.75Te3 (рисунке).Образцы изготавливались по технологии горячего прессования. Измерения проводились на установке Алтек – 10001.
Температурные зависимости термоэлектрических параметров
Из полученных зависимостей установлено, что количественное изменение легирующих добавок практически не влияет на теплопроводность образцов, однако изменяет термоэдс и электропроводность. Замена избыточного теллура на селен привела к уменьшению теплопроводности, а также уменьшила значения двух других параметров.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 13-08-97533).
УДК 537.633.9