Materials of Electronics Engineering (E-Journal) / Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники
Not a member yet
466 research outputs found
Sort by
РАЗДЕЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БАЗОВОЙ ОБЛАСТИ КРЕМНИЕВЫХ СТРУКТУР P+—N(P)—N+–ТИПА БЕСКОНТАКТНЫМ МЕТОДОМ ПО ОТНОШЕНИЯМ КОЭФФИЦИЕНТОВ СОБИРАНИЯ ПРИ ДВУХ ДЛИНАХ ВОЛН
Get PDFA noncontact method for the determination of recombination parameters of p(n) layer local ranges of silicon n+−p(n)−p+ structures is considered. The method is based on local illumination of the investigated structure by two different absorbed light beams. Initially both beams illuminate simultaneously one side of the local range of this structure and then another side. The intensities оf the light beams are modulated at one frequency so the alternative photo−voltage becomes equal to zero. In this case the short current regime is established for its alternating component. As a consequence the nonilluminated parts of the structure do not shunt its illuminated part. The ratios of the light beam intensities are measured under these conditions. In this work we calculated nomograms for separate determination of the nonequilibrium charge carrier lifetime of the illuminated p(n) local space and its surface recombination velocity using the measured intensity ratios. The calculations were performed at low injection level for one dimensional case. The nomograms were calculated at wave lengths of 1064 and 808 nm for various thicknesses of the n+−p(n)−p+ structures and various modulation frequencies. It was found that the nomograms almost do not depend on the modulation frequency if the live time of the nonequilibrium charge carriers is less than the modulation period. Furthermore, we observed that the nomograms shift substantially and change their shape for thin structures if the diffusion time of nonquilibrium charge carriers from the rear side of the structure to its face side becomes less than their lifetime. In this case the nomograms may be only used for the determination of the surface recombination velocity of the nonquilibrium charge carriers at the rear side of the structure
Наноразмерная характеризация металлических магнетронных нанопленочных мультислоев из Cr, Cu, Al, Ni на ситалле
Get PDFResults of nanoscale study (by atomic force microscopy and X−ray diffraction) of single−, two− and three−layered Cr, Cu, Al and Ni metallic nanofilms formed on a ceramic sital substrate on MVU TM−Magna T magnetron equipment (NIITM, Zelenograd) have been reported. The growth rates and the structure of the nanofilms were determined while varying of power/current ratio from 200/0.7 to 800/2 Wt/A and magnetron sputtering time from 30 to 360s at an operating pressure of 0.5 Pa Ar. The criterion for optimization quality based on the minimum roughness was as follows: Ra = min{Rai} and/or Rq → min{Rqi} (i is the number of varies modes used). The mean roughness Ra and RRMS = Rq have been determined from the scan of the vertical profile (resolution 20 pm) of the atomic force microscopic image. We found that the nanofilm–forming nanocluster structure size for the modes when Ra and Rq were the smallest had a close–to–Gaussian grain size distribution. The film growth rates have been determined based on the atomic force images of the nanofilm structure in the form of either a single step or steps obtained at different time intervals. The mode and parameters of magnetron sputtering and the composition of the Cr, Cu, Al and Ni targets affect the size of clusters which form the surface of the metallic nanofilms. X−ray phase and structural analyses have been carried out in order to determine the texture and the change in the distances between the lattice planes. The correctness of the optimization criterion correlating the nanolayer deposition parameters and their quality has been corroborated by the coincidence of the magnetron sputtering modes which provided for the lowest roughness and the smallest average size of the X−ray coherence region as using the Debye− Scherrer equation
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОВАНИЯ НА СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА В ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕЙ ЭКСТРУЗИИ
Get PDFWe used mathematical modeling to compare the stress and deformation in a Bi0.4Sb1.6Te3 solid solution base thermoelectric material for extrusion through different diameter dies. The results show that extrusion through a 20 mm diameter die produces a more inhomogeneous deformation compared with extrusion through a 30 mm diameter die. Extrusion through a die of a larger diameter produces a structure that is coarser but has a more homogeneous grain size distribution. The degree of preferential grain orientation is higher for extrusion through a larger diameter die. We found a change in the lattice parameter of the solid solution along the extruded rod, correlating with detect formation during extrusion. The concentration of vacancies is higher for extrusion through a smaller diameter die. This difference between the structures results from a more intense dynamic recrystallization for a smaller diameter die. Increasing the die diameter and lowering the extrusion temperature allow retaining the thermoelectric properties of the material due to a better texture.С помощью математического моделирования проведено сравнение напряжений и деформаций в термоэлектрическом материале на основе твердого раствора Bi0,4Sb1,6Te3 при экструзии через фильеры с разным диаметром. Показано, что при экструзии через фильеру диаметром 20 мм возникает более неоднородная деформация, чем при экструзии через фильеру 30 мм. Установлено, что при увеличении диаметра фильеры структура материала получается менее дисперсная, но более однородная по размерам. Степень преимущественной ориентации зерен при экструзии через фильеру большего диаметра более высокая. Обнаружено изменение параметра решетки твердого раствора по длине экструдированного стержня, связанного с дефектообразованием в процессе экструзии. Выявлено, что концентрация вакансий больше при экструзии через фильеру меньшего диаметра. Это является следствием более интенсивного протекания процессов динамической рекристаллизации. При переходе к большему диаметру фильеры и более низкой температуре экструзии термоэлектрические свойства материала сохраняются за счет лучшей текстуры
МЕТОД ЧОХРАЛЬСКОГО: ИСТОРИЯ И РАЗВИТИЕ
Get PDF60 years ago, in July, 1956, the USSR’s first industrial germanium single crystal was grown up by the Czochralski (CZ) method. The method of growing single crystals according to Czochralski is the most widespread one currently used for obtaining bulk single crystals. The high technical implementation level and the high extent of process automation make this method the most preferable one for the production of bulk single crystals, e.g. silicon, germanium, a number of oxide crystals and multicomponent compounds. This article offers a historical review of the emergence and distribution of this method from the time of his invention by Jan Czochralski in 1916 and up to now. It is noted that in foreseeable future the CZ method will remain the leading method of producing bulk single crystals for a wide range of materials in the industry and in scientific developments. The main stages of the development of this method in the USSR and in Russia are presented. Comparison between the levels of foreign and domestic developments in the field of equipment design and in the field of technology development is carried out. Current problems and the development prospects of the method are discussed. Russia currently has an increasing lag from the world–class industrial practice of growing single crystals for a number of important materials e.g. silicon, gallium arsenide, indium antimonite etc.. Scope of actions required from the state, professional community and development institutions are suggested.В июле 1956 г., 60 лет тому назад, методом Чохральского был выращен первый в СССР промышленный монокристалл германия. Метод выращивания монокристаллов по Чохральскому в настоящее время является наиболее распространенным способом получения объемных монокристаллов. Достигнутый высокий технический уровень реализации и высокая степень автоматизации процесса делают этот метод наиболее предпочтительным для производства объемных монокристаллов, таких как кремний, германий, ряд оксидных кристаллов, многокомпонентных соединений. Дан исторический обзор появления и распространения этого метода с момента его изобретения Яном Чохральским в 1916 г. и до наших дней. Отмечается, что метод Чохральского в обозримой исторической перспективе останется ведущим методом получения объемных монокристаллов широкого круга материалов в промышленности и в научных разработках Представлены основные этапы развития метода в СССР и России. Проведено сравнение уровня зарубежных и отечественных разработок как в области создания оборудования, так и в области развития технологии. Обсуждены проблемы текущего состояния и перспективы развития метода. В России сегодня наблюдается отставание от мирового уровня промышленной практики выращивания монокристаллов для ряда важных материалов – кремния, арсенида галлия, антимонида индия и ряда других. Предлагаются необходимы действия со стороны государства, профессионального сообщества и институтов развития
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОКСИДНО−НИКЕЛЕВОГО КАТОДА МАГНЕТРОНА
Get PDFThis work is an experimental justification of the choice of temperature and time modes designed for the heat treatment of real magnetrons, the end result of which is the initial decomposition of barium carbonate to barium oxide. We have experimentally determined the temperatures of polymorphic transitions in barium carbonate and the temperature of barium carbonate dissociation in different atmospheres, i.e. air, argon, carbon dioxide and in vacuum, for physical modeling of processes occurring in pumped magnetrons. We have determined the phase composition of the test barium carbonate specimen at room temperature by X−ray phase analysis (XPA) on a diffractometer before and after heating and experimentally investigated the effect of temperature and time of isothermal exposure on the phase composition on a high temperature diffractometer. We have studies the chemical and physicochemical processes occurring in the samples during heating using a derivatograph. We have calculated the enthalpy of the polymorphic transitions and the activation energy of dissociation. We have presented quantitative data characterizing the kinetics of phase transitions for various heat treatment modes and demonstrated the temperature existence ranges of different phases. We have established that reducing the heating rate and increasing the time of heating interruptions slow down the process of BaCO3 to BaO transition. We have established that sintering of the powder occurs during heating of barium carbonate.
РАДИАЦИОННО–ИНДУЦИРОВАННАЯ ДЕГРАДАЦИЯ КМОП–ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ ДОЗЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ
Get PDFThe degradation of CMOS operational amplifiers with bipolar and CMOS input stages under irradiation at different dose rates and temperatures has been investigated. We show that such circuits can be susceptible to enhanced low dose rate and temporal degradation. Moreover, some features inherent to radiation response of bipolar devices have been revealed in operational amplifiers which contained CMOS elements only, for example, an increase in degradation with the temperature applied during irradiation. This is not typical for most CMOS devices. Our results suggest that the test procedures for devices and integrated circuits containing bipolar and CMOS elements should combine existing test approaches developed for the radiation testing of bipolar and CMOS devices. We have also shown that ionizing current generated by irradiation can affect the input current of operational amplifiers with CMOS input stages as measured during testing. This current can be estimated as the difference between input currents measured during irradiation and immediately after an interruption of irradiation.
Выращивание из поликристаллического кремния солнечного качества квазимонокристаллических (mono-like) слитков методом направленной кристаллизации
Get PDFIn the frame of permanent objective to increase solar cell efficiency and to decrease production cost the monolike ingot process was designed which combine multicrystalline (mc) productivity and monocrystalline structure performances. As a raw material the mc-Solar Grade silicon (SoG-Si) was used because it is less expensive than the Si purified by gas chemical route (Siemens process or equivalent), Usage of the mc-SoG-Si for growing silicon ingots by monolike process should contribute to the ingot and wafer manufacturing cost decrease. SoG silicon using would be developed all the more fast since it enables to produce high efficiency solar cells. It is why the monolike process have been tested and optimized for Kazakhstan mc-SoG silicon. The objective of this work was study of the higher level content impurities influences on the crystal defect generation (mainly dislocations) of the monocrystalline structure. Visual monocrystalline structure, minority carrier lifetime mapping, and photoluminescence techniques were used to study the monolike ingots obtained from Kazakhstan’s mc-SoG silicon.В целях повышения эффективности солнечных элементов и снижение затрат на производство разработан процесс получения слитков кремния, по так называемой mono-like-технологии. Mono-like-процесс предназначен для получения монокристаллических слитков при использовании технологии производства мультикристаллического кремния (МК-Si). При этом в качестве сырья используют поликристаллический кремний (ПК-Si) «солнечного» качества (solar grade — SoG), технология получения которого является менее затратной, чем очистка кремния газохимическим процессом (Сименс-процесс или его эквивалент). Использование ПК-Si SoG для выращивания слитков по mono-like технологии должно способствовать снижению затрат на получение слитков и пластин. Новые технологии производства солнечных элементов, использующие ПК-Si SoG, разрабатываются быстрыми темпами, так как это позволяет производить при меньших затратах солнечные элементы с достаточно высоким КПД. Именно поэтому mono-like-процесс апробирован и оптимизирован для казахстанского ПК-Si SoG. Изучено влияние более высокой концентрации примесей в ПК-Si SoG на образование кристаллических дефектов (главным образом дислокаций) в монокристаллических структурах. Для исследования свойств mono-like слитка, полученного в промышленных масштабах из казахстанского ПК-Si SoG, использованы визуализация монокристаллической структуры, картирование времени жизни неосновных носителей заряда и фотолюминесценция
Современное состояние и перспективы развития технологии органогалогенидных перовскитных солнечных ячеек: кристаллическая структура и формирование тонких пленок, морфология, обработка, деградация и повышение стабильности с использованием углеродных нанотрубок
Get PDFThe fundamental problems of the modern state of the studies of organic-inorganic organo-halide perovskites (OHP) as basis for high efficiency thin film solar cells are discussed. Perovskite varieties and background properties are introduced. The chronology of development of the studies in this direction has been presented — structural aspects of these OHP perovskites, from early 2D to recent 3D MAPbI3 perovskites and important technological aspects of smooth thin film structure creation by various techniques, such as solvent engineering, spin- and dip-coating, vacuum deposition, cation exchange approach, nanoimprinting (particularly, a many-sided role of polymers). The most important theoretical problems such as electronic structure of lattice, impurity and defect states in pure and mixed perovskites, suppressed electron-hole recombination, extra-long lifetimes, and diffusion lengths are analyzed. Degradation effects associated with moisture and photo irradiation, as well as degradation of metallic electrodes to OHP solar cells have been considered. The application of carbon nanostructures: carbon nanotubes (CNT) and graphene as stable semitransparent charge collectors to OHP perovskites is demonstrated on the example of original results of authors.Рассмотрены фундаментальные проблемы современного состояния исследований в области органо-неорганических органогалогенидных перовскитов (ОГП) в качестве основы для создания солнечных ячеек с повышенной эффективностью. Приведены данные о разнообразии перовскитов и их основных свойствах. Дана хронология развития исследований в данном направлении — структурные аспекты ОГП-перовскитов, от самых первых двумерных до современных трехмерных перовскитов с формулой MAPbI3, а также важных технологических аспектов создания структуры гладких тонких пленок с использованием разнообразных методов, в частности, подбора растворителей, нанесения покрытий методами центрифугирования и погружения, вауумного осаждения,технологии катионного обмена, наноимпринта (в особенности, разносторонней роли полимеров). Проанализированы наиболее важные теоретические проблемы, в частности, электронная структура решетки, дефектно-примесные состояния в чистых и смешанных перовскитах, подавление электронно-дырочной рекомбинации, сверхбольшие времена жизни и диффузионные длины. Рассмотрены эффекты деградации, связанные с влажностью и фотооблучением, а также деградация металлических электродов на солнечных ячейках на основе ОГП. Продемонстрировано применение углеродных наноструктур — углеродных нанотрубок (УНТ) и графена — в качестве стабильных полупрозначных коллекторов заряда на поверхности ОГП-перовскитов на примере оригинальных результатов, полученных авторами
МОЛЕКУЛЯРНО–ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПОВ ПРОЦЕССА НИТРИДИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ Si(111) В Атмосфере NH₃
Get PDFMolecular dynamic modeling of the deposition of a single ammonium molecule on the (111) surface of silicon has been carried out. We have used the process of parametric identification of interatomic interaction potentials for the atomic system being described. We have developed software for the molecular dynamic calculations that allows optimizing the geometry of the structures being considered and visualizing the results. To verify the results of molecular dynamic modeling we have carried out quantum mechanical calculations on a supercomputer. We have obtained the interatomic interaction potentials that allow deriving potentials suitable for further calculations during the modeling of the adsorption of an ammonium molecule on silicon surface. For example, they provide for a correct reproduction of the results of first−principle modeling of the interaction between an adsorbed nitrogen atom and silicon surface and the energy parameters of adsorption. Using the Tersoff potential with the parameters obtained as a result of parametric identification we modeled the position providing for the lowest total energy. This position is the most energetically favorable for an adsorbed atom