Materials of Electronics Engineering (E-Journal) / Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники
Not a member yet
466 research outputs found
Sort by
ДЕГРАДАЦИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОГЕНИЗИРОВАННОГО АМОРФНОГО КРЕМНИЯ
Get PDFThe operating experience of hydrogenated amorphous silicon (a−Si : H) based solar cells has shown that besides their low efficiency this type of photovoltaics degrade much faster compared to single crystal based solar cells. As far as the processes deter- mining the degradation of amorphous materials based solar cells are not well studied, and the degradation of similar cells without light exposure has also been reported, we conducted an experiment to compare the temporal change characteristics of main solar cell parameters in darkness and under natural light. The demonstration of short circuit current reduction in darkness aged solar cells should be considered as one of the most interesting results of the work. Moreover we have shown that the change of this parameter is on average the same for the illuminated cells, while for some cells short circuit current reduction is substantially higher. This is indicative of the fact that the observed effect is not related to the Staebler—Wronski effect.Опыт эксплуатации солнечных элементов (СЭ) на основе гидрогенизированного аморфного кремния показал, что, помимо низкой эффективности, эти преобразователи значительно быстрее деградируют по сравнению с СЭ на основе монокристаллического кремния. Процессы, которые опреде- ляют деградацию СЭ на аморфных материалах, изучены недостаточно, а также известны сообщения о дегра- дации подобных образцов без света. Проведен эксперимент по сравнению особенностей изменения во времени основных параметров преобразо- вателя в темноте и под действием естественного освещения. Продемонстрировано снижение тока короткого замыкания в образцах, выдержанных в темноте. Показано, что изменение этого параметра у засвеченных образцов в среднем такое же, а для отдельных образцов падение тока короткого замыкания существенно больше. Это свидетельствует о том, что наблюдаемый эффект не связан с эффектом Стеблера—Вронского
ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ СЛОЯ КРЕМНИЯ НА ЕМКОСТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МДП/КНС–СТРУКТУР
Get PDFThe influence of the epitaxial layer features and so silicon-sapphire interface in SOS-structures on capacitance parameters of MIS-structures formed on SOS with submicron silicon layers were investigated in this article. Both standard SOS-structures with 0.3 μk silicon n-type layer and analog SOS-structures with the blastic silicon layer amorphizated by the oxygen ion implantation with following high-temperature annealing. The two different types of test MIS-structures with 30 nm gate oxide, polysilicon gate and metallic contacts were fabricated. The strong difference in the capacitance characteristics for standard SOS and SOS with recrystallization silicon layer was disclosed in depletion region. It was revealed the strong frequency dependence of capacitance characteristics for the test MIS-structures formed on almost all SOS-structures. It was shown that the character of the test structures C—V-curves were defined by dimension and configuration of the silicon layer as well as the deep compensate levels concentration in layer near silicon-sapphire interface. Particularly it was shown that big changes of the frequency-capacitance dependences at transition from the tests formed on standard SOS to tests on SOS with blastic silicon layer were determined by great concentration of deep compensate centers in layer near interface for standard SOS. It was shown that the recrystallization of silicon layer by oxygen ion implantation may lead to appearance of the centers, formed donor levels into silicon band gap and appearance of the frequency-capacitance dependences in depletion region of such SOS-structures.Исследовано влияние особенностей эпитаксиального слоя кремния, а также самой границы кремний—сапфир в структурах кремний-на-сапфире (КНС) на емкостные параметры МДП-структур, сформированных на КНС с субмикронными слоями кремния. В процессе исследований выявлено наличие сильной частотной зависимости емкостных характеристик тестовых МДП−структур, формируемых на таких КНС. Экспериментально показано, что С—V-характеристики тестовых структур в большей степени определяются размерами и конфигурацией кремниевого слоя МДП-структур а также концентрацией глубоких компенсирующих уровней в пограничном слое у границы кремний—сапфир. В частности, показано, что значительные изменения частотно-емкостных зависимостей при переходе от тестов, сформированных на стандартных КНС, к тестам на КНС с перекристаллизованным слоем кремния связаны с наличием большой концентрации глубоких компенсирующих уровней в пограничном слое у границы кремний—сапфир для стандартных КНС-структур
СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЙ ОБРАЗЦА ВЫСОКООМНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА И КОНТАКТОВ К ОБРАЗЦУ
Get PDFThe method of separate determination of two−pole sample volume resistance and contact resistance is suggested. The method described is applicable to high−ohmic semiconductor samples: semiinsulating gallium arsenide, detector cadmium−zinc tel- luride (CZT), etc. The method is based on near−contact region illumination by monochromatic radiation of variable intensity from light emitting diodes with quantum energy exceeding band gap width of investigated material. It is necessary to obtain sample photo−current dependence upon light emitting diode current and to find the straight−line part of this dependence. The extrapola- tion of this linear part to ordinate axis gives cut−off current value. As bias voltage is known, it is easy to calculate sample volume resistance value. Afterwards, using dark current value, it is pos- sible to determine total contact resistance. The method was approbated on n−type semiinsulating GaAs sample. Contact resistance value was shown to be approximately equal to sample volume resistance. It means that influence of contacts must be taken into account when electrophysical data is analyzed
ВЛИЯНИЕ ФОТОВОЗБУЖДЕНИЯ IN SITU НА СТРУКТУРУ НАРУШЕННОГО СЛОЯ «КРЕМНИЙ–НА–ИЗОЛЯТОРЕ»
Get PDF«Silicon−on−insulator» (SOI) structures irradiated with Ar+ ions with an energy of 100 keV and doses of 2 ⋅ 1013 and 4 ⋅ 1013 cm−2 were investigated by high−resolution X−ray diffraction and Rutherford backscattering spectroscopy methods.Such a choice of implantation energy allowed us to set the maximum of projected ions length in the middle of the silicon layer and to minimize possible changes of electric and elastic force fields of the internal dielectric during irradiation. The implantation was accompanied by an irradiation using UV lamp (photoexcitation in situ) with a flux of 25 mW ⋅ cm−2. It was found that in the case of low doses the photoexcitation leads to cluster formation both near the sample surface and in the area of maximum strain. At the dose of 4 ⋅ 1013 cm−2, when surface amorphization starts, the photoexcitation no longer influenced the redistribution of radiation−induced defects. The photoexcitation favors the sink of interstitial type defects towards the surface.Методом рентгеновской дифракции высокого разрешения и обратного розерфордовского рассеяния изучены структуры «кремний−на−изоляторе» (КНИ), облученные ионами Ar+ с энергией 100 кэВ и дозами 2 · 1013 и 4 · 1013 см−2. Такой выбор энергии облучения позволил разместить максимум проективного пробега имплантируемых ионов вблизи середины слоя кремния КНИ и минимизировать возможные изменения электрического и упругого силовых полей встроенного диэлектрика в процессеоблучения. В таких же условиях осуществлена имплантация при одновременном подсвечивании образцов УФ−лампой интенсивностью 25 мВт ⋅ см−2 (фотовозбуждение in situ). Установлено, что в случае малых дозфотовозбуждение способствует кластерообразованию как вблизи поверхности образца, так и в области максимума деформации. При дозе 4 ⋅ 1013 ат/см2, когда начинается аморфизация поверхности образца, фотовозбуждение уже не влияет на характер распределения радиационных дефектов. В приповерхностнойобласти фотовозбуждение способствует стоку межузельных дефектов на поверхность
МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛА, ПОЛУЧЕННОГО ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИК−НАГРЕВА
Get PDFWe have for the first time determined using the MNDO semiempirical quantum chemical model for a carbon material (CM) structure based on heat treated polyacrylonitrile (PAN) that an increase in the N content from 14 to 18 atoms in CM monoatomic layers C46N14H10, C44N16H12, and C42N18H14 and in the H content from 12 to 22 atoms in CM monoatomic layers C44N16H12 and C44N16H22 leads to a decrease in the binding energy (EB) from 7,40 and 7,12 to 6,88 and 6,25 eV, respectively, and to an increase in the difference between the maximum and minimum bond length (∆l), between the maximum and minimum valence angle (∆θ), and between the maximum and minimum local charge (∆q) from 0,176 Е, 12,0°, and 0,487 to 0,238 Е, 20,8°, and 0,613, respectively, and promotes curving of the CM structure. Quantum chemical simulation results are confirmed by the element analysis of the CM specimens and FeNi3/C nanocomposite. When the IR heating temperature was increased from 30 to 500 °С, the concentrations of N (СN) and H (СH) in the CM and in the FeNi3/C nano-composite decreased from 27 to 18 and 10 wt. % and from 6 to 1 and 0.5 wt. %, respectively.Впервые с использованием полуэмпирической квантово−химической расчетной схемы MNDO для структуры углеродного материала (УМ) на основе термообработанного полиакрилонитрила (ПАН) установлено,что увеличение содержания азота от 14 до 18 атомов в монослоях УМ C46N14H10, C44N16H12, C42N18H14 и водорода от 12 до 22 атомов в монослоях УМ C44N16H12, C44N16H22 приводит к уменьшению энергии связи, увеличению разности между максимальными и минимальными значениями длины связи, валентного угла и локального заряда, а также способствует искривлению структуры УМ. Результаты квантово−химического моделирования подтверждены с помощью данных элементного анализа образцов УМ и нанокомпозита FeNi3/C. Рост температуры ИК−нагрева от 30 до 500 °С способствует снижению концентрацииазота и водорода в УМ и нанокомпозите FeNi3/C
НАНОРАЗМЕРНЫЙ КРЕМНИЙ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОЛИТА HCl : HF : C2H5OH
Get PDFResults of experimental work with nanosized silicon (NcSi) samples which are not degraded under the action of intense laser radiation have been obtained. We show that that a significant increase in the intensity of thephotoluminescence signal from NC may be caused by the structural features of their formation and by the presence of a thin SiO2 layer on the surface of the nanocrystals.Представлены результаты исследований образцов наноразмерного кремния (НК), не деградирующих под действием интенсивного лазерного излучения. Показано, что значительное увеличение интенсивности сигнала фотолюминесценции от НК может быть связано как с особенностями их структурного строения, так и с наличием тонкого слоя SiO2 на поверхности нанокристаллов
ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОЦЕССА ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ В МНОГОЗОННЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Get PDFA system for control of crystal growth process in the multizone thermal installation with an integrated mathematical model is developed. Experimental information on both temperature distribution and powers of the heating elements as well as calculation data about the form of crystallization front have been used as input information for the control system. Consecutive correction of controller setpoints of multizone thermal installation during crystal growth process based on calculated data is aiming at deviation reduction between crystal growth rate and container moving rate.Разработана система управления технологическим процессом выращивания кристаллов в многозонной термической установке Бриджмена с интегрированной математической моделью. Описана процедура настройки параметров математической модели. Для работы системы управления использована экспериментальная информация о распределении температуры в установке, а также информация о скорости роста кристалла и положении фронта кристаллизации, полученная расчетным путем. Последовательная коррекция установок регуляторов многозонной термической установки в процессе выращивания кристалла на основе расчетной информации направлена на снижение отклонений осевой скорости роста кристалла от скорости перемещения ростового контейнера. Представлены результаты вычислительных экспериментов по применению математической модели в составе системы автоматического управления
О ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК КРЕМНИЯ
Get PDFA model of radiative and nonradiative transitions in silicon quantum dots is presented that describes the temperature dependence of photoluminescence of ion-synthesized ensembles of Si nanocrystals in SiO2. The four−level scheme of transitions is considered taking into account thermally activated processes and exchange splitting of the ground state of excited exciton to triplet and singlet sublevels, transitions from which are responsible for the luminescence. The expression for temperature dependence of the monochromatic photoluminescence components that is in agreement with a number of analogous dependencies from literature is derived on the basis of solution of a system of kinetic equations. The obtained expression describes adequately experimental results of the given work and allows to determine the splitting value for the exciton state in dependence on the energy of emitted photons, i.e. the nanocrystal size.Представлена модель излучательных и безызлучательных переходов в квантовых точках кремния, которая описывает температурную зависимость фотолюминесценции ионно-синтезированных массивов нанокристаллов Si в SiO2. Рассмотрена четырехуровневая схема переходов, учитывающая термоактивированные процессы и обменное расщепление основного энергетического состояния экситона в нанокристалле кремния на триплетный и синглетный уровни, переходы с которых в основное состояние ответственны за люминесценцию. На основе стационарного решения системы кинетических уравнений, описывающих заселенность уровней, получено выражение для температурной зависимости монохроматических составляющих фотолюминесценции, которое удовлетворительно описывает экспериментальные результаты. Найдены и сравнены с литературными данными величины расщепления энергетического состояния экситона в зависимости от энергии излучаемых фотонов
О ГРАНИЧНЫХ ПРОЦЕССАХ В МЕЖФАЗНОЙ ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОЛИТ—КРЕМНИЙ ПРИ САМООРГАНИЗАЦИИ МОЗАИЧНОЙ СТРУКТУРЫ 3D–ОСТРОВКОВ НАНОКРИСТАЛЛИТОВ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ АНОДНОМ ТРАВЛЕНИИ p–Si (100) В ЭЛЕКТРОЛИТЕ С ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ ТОКА
Get PDFoai:oai.mateltech.elpub.ru:article/16The formation and self−organization of porous silicon (por-Si) surface mosaic structure at long anodic etching of p-type conductivity Si (100) (p-Si) in electrolytes with an internal power source has been considered. We show that the formation of 3D islets of mosaic structure nanocrystallites of por-Si occurs with the participation of the adsorbed deposited silicon atoms formed as a result of disproportioning reactions at etching of silicon single crystals, as is the case for epitaxial growth of nanocrystallites with molecular beam deposition of silicon atoms on А3В5 and Si semiconductor surface and their further spontaneous self−organization. We note the significant role of oxidation of the silicon surface in the formation and self−organization of a mosaic structure of por-Si during long-term anodic etching of p-Si (100) in HF : H2O2 electrolyte quantum−size and effects occurring in local areas of atomic rough surfaces real crystal silicon.Рассмотрен процесс образования и самоорганизации мозаичной структуры поверхности пористого кремния (por-Si) при длительном анодном травлении Si (100) p-типа проводимости (p-Si) в электролитах с внутренним источником тока. Показано, что образование 3D-островков нанокристаллитов мозаичной структуры por-Si происходит с участием осажденных адсорбированных атомов кремния, образующихся в результате реакций диспропорционирования при травлении монокристалла кремния, как это имеет место в случае эпитаксиального роста нанокристаллитов при молекулярно-лучевом осаждении атомов кремния на поверхности полупроводников АIIIВV и Si и их дальнейшем спонтанном самоупорядочении. При этом учтены квантово-размерные эффекты, имеющие место на локальных участках атомно-шероховатой поверхности реального кристалла кремния. Отмечена существенная роль окисления поверхности кремния в процессе образования и самоорганизации мозаичной структуры por-Si при длительном анодном травлении p-Si (100) в электролите HF : Н2О2
ОСОБЕННОСТИ ЖИДКОФАЗНОГО НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ПОДСТИЛАЮЩИЕ ПОВЕРХНОСТИ
Get PDFSingularities of liquid−phase laying process of polymeric nanocomposite thick film covering on any substrates has been discussed. Host interaction mechanisms of polymeric nanocomposite solutions on substrate surface have been compared on the basis of scaling. Experimental data and practical recommendations for successful processing behavior of different composite liquid−phase film laying on solid state substartes have been reported. Рассмотрены особенности жидкофазного нанесения покрытий в виде толстых пленок на основе полимерных композитных наносред на поверхности твердо-тельных подложек. На основании идеи «скейлинга» (масштабирования) в физике полимеров приведены основные механизмы взаимодействия полимерных нанокомпозитных растворов с поверхностью подложки. Представ-лены результаты эксперимента и даны практические рекомендации для успешного проведения технологических операций по нанесению различных композитных жидких покрытий на твердо-тельные подложки