№3 Fizika-riyaziyyat elmləri seriyası 2010



Yüklə 233.06 Kb.
Pdf просмотр
tarix09.05.2017
ölçüsü233.06 Kb.
    Навигация по данной странице:
  • Şək. 1.

 134

BAKI UNİVERSİTETİNİN XƏBƏRLƏRİ 

№3                           Fizika-riyaziyyat elmləri seriyası                        2010 

 

 

 

 

 

8

5



S

CuIn

 MONOKRİSTALINDA HƏCMİ YÜKLƏRLƏ MƏHDUDLAŞMIŞ 

CƏRƏYANIN (HYMC) TƏDQİQİ 

 

L.H.HƏSƏNOVА, S.Ə.CАHАNGİROVА, Ə.Z.MƏHƏMMƏDOV  

Bakı Dövlət Universiteti 

physics@bsu.az 

 

8

5



S

CuIn

 monokristalında statik VАX-ları  tədqiq edilmişdir. Müəyyən olunmuşdur 

ki, baxılan kristalda həcmi yüklərlə məhdudlaşmış cərəyan (HYMC) rejimi ödənir ki, buna da 

səbəb kristalda dayaz tələlərin olmasıdır. VАX-ın xarakteristik nöqtələrini araşdırmaqla 

tələlərin parametrləri təyin olunmuşdur. 

 

Üçqat yarımkeçirici 



8

5

S



CuIn

 birləşməsi 

4

2

S



CdIn

 tipli kubik quruluşa ma-

likdir [1]. 

8

5



S

CuIn

-in optik, elektrik və fotoelektrik xassələri [2-3] işlərində öyrənil-

mişdir. 

Tədqiq olunan maddə stexiometrik miqdarda götürülmüş 

2

CuInS

 və 


3

2

S



In

 

liqaturundan sintez olunmuş, təkmil monokristalları isə Bricmen metodu ilə göyər-



dilmişdir. 

Baxılan işdə 

8

5

S



CuIn

 nümunələrində statik VАX-ları  çıxarılmışdır. Nümu-

nələrin ölçüləri 3×4×0,008 – 4×5×0,5 mm

3

 götürülmüş, gümüş pastasından omik 



kontakt vurulmuşdur. Müxtəlif temperaturlarda çıxarılmış  VАX-da HYMC rejimi 

üçün xarakterik olan dörd sahə müşahidə olunur: xətti (



U

~

), kvadratik (

2

U



J

), 


cərəyanın kəskin artma oblastı  (

1

~





L

U

J

, burada 



T

T

L

t

 və 



t

T

 xarakteristik  tem-

peratur olub, temperatur artdıqca 5-dən 2-yə qədər azalır) və nəhayət, ikinci kvadratik 

oblast. Ölçmələr zamanı HYMC rejiminin ödənildiyini isbat etmək üçün müxtəlif 

qalınlıqlı nümunələrdə eyni rejimdə VАX-nı çıxararaq (şəkil 1), cərəyanın sıxlığının 

(j) və xarakterik nöqtələrin (



td

x

U

,

) elektrodlararası  məsafədən asılılığı öyrənil-

mişdir (şəkil 2). 

Müəyyən olunmuşdur ki, tələli kvadratik oblastda 

3

~



d

j

 asılılığı  (şəkil 2-

də 1 əyrisi), cərəyanın kəskin artma oblastında isə 



1

2

~



 


d

j

 asılılığı ödənir. 



x

U

 və 


td

U

 keçid gərginlikləri isə nümunənin qalınlığından kvadratik asılıdır (şəkil 2-də 2 və 

3 əyriləri). Çıxarılan asılılıqlar HYMC rejiminin ödənildiyini təsdiq edir. 


 135

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

Şək. 1. CuIn

5

S



8

 monokristalında statik VAX. 

T, K: 1 – 150; 2 – 200; 3 – 300; 4 – 350. 

Şək. 2. CuIn

5

S



8

 monokristalında cərəyanın 

sıxlığının («tələli» kvadratik oblastda) və 

U

x



(2), U

td

(3) xarakteristik nöqtələrin nümu-



nələrin qalınlığından asılılığı. 

 

HYMC rejimində  zəif sahələrdə tarazlıqda olan yükdaşıyıcıların yaratdığı 



cərəyan Om qanununa tabedir: 

                                                       



d

U

n

e

J

0



                                                               

(1), burada e – elektronun yükü, µ - yükdaşıyıcıların yürüklüyü, U – tətbiq olunan 

gərginlikdir.  Şəkil 1-dən göründüyü kimi T=150 K və  U=0,6 V olduqda injeksiya 

olan yükdaşıyıcıların konsentrasiyası tarazlıqda olan yükdaşıyıcıların konsentrasi-

yasını üstəliyir və  VАX-da kvadratik asılılıq başlayır. Temperatur 350 K-ə  qədər 

yüksəldikdə keçid gərginliyi 1 V-a qədər artır. Omik asılılıqdan kvadratik asılılığa ke-

çid gərginliyi aşağıdakı ifadədən təyin olunur [4]: 

2

0



d

en

U

x

                                                      (2)   



burada ε – maddənin dielektrik sabitidir. 

Kvadratik oblastdan sonra cərəyan kəskin artır, bu da 

8

5

S



CuIn

 monokris-

talında tələlərin böyük rol oynadığını göstərir. Tələlərin VАX-da rolu onunla izah 

olunur ki [4], yarımkeçiricilərdə tələ olmadıqda injeksiya edən yükdaşıyıcılar həcmi 

yüklər yaradır. HYMC-a uyğun kvadratik oblastda cərəyan aşağıdakı qanuna tabedir: 

                                                       

3

2

d



U

J





          

 

 



 

(3) 


4 10

-1

10



10



6

U, V

 

10



-11 

10

-10 



10

-9 


10

-8 


10

-7 


10

-6 


10

-5 


10

-4 


J, A

 





 

4 6 8 


10

2

2 3 



10

-1 


10

10





d, mkm 

U

, V


 

10

-8



10

-7

10



-6

j, A·

sm

-2



 

2

1



3

 136

Kristalda tələ olduqda həcmi yüklər tələlər tərəfindən zəbt olunur. İnjeksiya 

olunmuş yükdaşıyıcılar tələlər tərəfindən zəbt olunduğundan, tələlər tam dolana qədər 

cərəyan azalır, tələlərin tam dolması isə aşağıdakı ifadədən təyin olunur: 

                                              

kT

F

E

g

N

n

t

t



exp


1

1

0



,

                                                        

(4), burada 

0

,



t

n

 – elektronlarla dolmayan tələlərin sayı, 



t

N

 və 


E

 isə uyğun olaraq 

tələlərin konsentrasiyası və dərinliyi, 

g

 – lokal səviyyənin spin cırlaşması, 



F

 – Fer-


mi səviyyəsidir. 

Kiçik tələlər halında 

1





kT

F

E

 şərti ödənir. Tələlərin dolması 



t

n

n



 

parametri ilə xarakterizə olunur. 

1





 halında VАX 

3

2



d

U

J




                                                             (5)  

şəklində olur və kvadratik tələli qanun adlanır. Deməli, kiçik tələlər HYMC-ni əsaslı 

dəyişdirəcək. Bir neçə qrup tələ olduqda 

-nın ən kiçik olanı HYMC-yə ən çox təsir 



edəcək. 

Om qanunundan tələli kvadratik oblasta keçid aşağıdakı ifadədən təyin 

olunur: 

   




2

0



d

en

U

x

                                                             (6) 



İnjeksiya artıqda 

F

 səviyyəsi qalxır və 



1



1 



kT



E

F

 şərti ödəndikdə 

yapışma mərkəzləri dərin mərkəzlərə çevrilir. 

Fermi səviyyəsindən aşağıda yerləşən dolmamış mərkəzlərin konsentrasiyası 

aşağıdakı ifadədən təyin olunur: 

kT

F

E

g

N

n

t

t



exp

0

,



                                                          (7) 

Bu halda xətti hissədən birbaşa tələlərin tam dolması müşahidə olunur: 

2

0



,

,

d



en

U

t

d

t

                                                              (8) 



8

5

S



CuIn

 monokristalında kvadratik oblastdan dərhal sonra cərəyanın kəskin 

artması müşahidə olunur ki, bu da tələlərin varlığı ilə izah olunur. Ona görə kvadratik 

oblast 


 parametrinin daxil olduğu (5) düsturu ilə xarakterizə edilir. (6) düsturundan 

istifadə edərək 

8

5



S

CuIn

 monokristalında sərbəst yükdaşıyıcıların konsentrasiyası 

hesablanır. (7) düsturunda 

d

t

U

,

-nin təcrübi qiymətlərindən istifadə edərək, dolmamış 



tələlərin konsentrasiyası təyin edilir. Kəskin artma oblastından əvvəl tələli kvadratik 

oblast müşahidə olunur ki, bu da əvvəlcə tələlərin boş olduğunu təsdiq edir və deməli, 



t

t

N

P

0



,

 yazmaq olar. 



 137

Tələlərin dolma parametri aşağıdakı ifadədən təyin olunur: 









kT



E

gN

N

t

exp


                                                         (9) 





N

 – valent zolağındakı hal sıxlığı, 



g

 – spin cırlaşma faktoru olub 

2

1



 g

 intervalında dəyişir. Ona görə 

 









T



f

1

lg



 qrafikini qurmaqla tələlərin 

dərinliyini təyin etmək olar. 

 parametri isə: 



  

2

1



J

J



                                                                    (10)  

ifadəsindən tapılır. 

1

J

 –  cərəyanın kəskin artma oblastının başlanğıcına, 

2

J

 –  isə 


sonuna uyğun gəlir. Müxtəlif temperaturlarda 

-nın qiyməti cədvəldə verilmişdir. 



                   

Cədvəl 

T, K 


N

υ

, sm



-3 

P

0



, sm

-3

 



N

t

, sm



-3

 

θ 

150 7,0·10

17 


1,0·10

7

 5,0·10



13

 1·10


-4

 

200 1,5·10



18

 1,2·10


8

 8,0·10


13

 5·10


-4

 

300 2,0·10



18

 7,0·10


8

 9,0·10


13

 4·10


-3

 

350 2,5·10



18

 2,0·10


9

 1,2·10


14

 5·10


-2

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



 

 

 



Şək. 3. CuIn

5

S



8

 monokristalında tələlərin dolma parametrinin temperaturdan asılılığı. 

 

Cədvəldən göründüyü kimi temperatur artıqca 



-nın qiyməti artır və tələlərin 

rolu zəifləyir. 







T

1

~



lg

 asılılığı 3-cü şəkildə verilmişdir. Şəkildən göründüyü kimi 



əyridən bir düz xətt keçirmək olar, bu isə 

8

5



S

CuIn

 monokristalında tələlərin bir əsas 

səviyyə ətrafında qruplaşdığını göstərir. Qrafikdən səviyyələrin sərhədi tapılmış (0,02 

eV), (9) düsturundan səviyyənin sıxlığı hesablanmışdır. 

-nın qiymətini bildikdə, 



tələsiz kvadratik oblastdan sərbəst yükdaşıyıcıların µ yürüklüyünü hesablamaq olar. 

Otaq temperaturunda



s

V

sm



2

25



 olmuşdur. 

1000/Т, К 

0   

2  4 6 8 



- 4   

- 2   


0   

2   


lg

θ 

 


 138

ƏDƏBİYYAT 

1.

 



Binsma J.M., Giling L.J., Bloem J. J. Cryst. Growth, 1980, v.50, №2, p. 429-436. 

2.

 



Usujima A. Takenchi S., Eнdo S., Jril T. Japan J. Appl. Phys., 2001, v.20, №7, p. 2505-

2507. 


3.

 

Кязым-заде  А.Г.,  Гасанова  Л.Г.,  Магомедов  А.З.,  Джахангирова  С.А.  АMEА  xə-



bərləri, fiz.riy. və тexn. elm. ser., 2008, s. 266-268. 

4.

 



Ламперт М., Марк П. Инжекционные токи в полупроводниках. М.: Мир, 1973, 413 с. 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОВ, ОГРАНИЧЕННЫХ ОБЪЕМНЫМ ЗАРЯДОМ (ТООЗ) 

В МОНОКРИСТАЛЛАХ CuIn

5

S

8

 

 

Л.Г.ГАСАНОВА, С.А.ДЖАХАНГИРОВА, А.З.МАГОММЕДОВ 

 

РЕЗЮМЕ 

 

Исследованы  статистические  вольтамперные  характеристики  (ВАХ)  в  моно-

кристалле CuIn

5

S



8

. Установлено, что в определенной области напряжений удовлетворя-

ется режим ТООЗ и это доказывается некоторыми измерениями. Проведенные исследо-

вания показали, что на ВАХ сильно действуют мелкие ловушки и определены их пара-

метры. 

 

 

THE INVESTIGATION OF SPACE CHARGE LIMITED CURRENTS (SCLC)  

IN CuIn

5

S



SINGLE-CRYSTALS  

 

L.H.HASANOVA, S.A.JAHANGIROVA, A.Z.MAHAMMADOV 

 

SUMMARY 

 

The paper investigates the statistical voltage-ampere characteristics (VAC) in 

CuIn

5

S



8

 single-crystal. It is found out that SCLC regime is satisfied in a certain area of stress 

and this, in turn,  is proved by some measurements. The studies show that the VAC is strongly 

affected by very shallow traps, their parameters have been determined. 



 

 

Каталог: Xeberler%20Jurnali
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №4 Humanitar elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №1 Humanitar elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №1 Sosial-siyasi
Xeberler%20Jurnali -> Uot 663. 1 Muğan düZÜNÜn paxlali biTKİLƏRİNİn mikobiotasi
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №4 Humanitar elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №3 Sosial-siyasi elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №4 Sosial-siyasi elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №3 Sosial-siyasi elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Лцтдцкштвцт ишкшвшк. Ибдпцтшт шйдшь жцкфшеш игкфтэт рцдц фде зфдущдше вбмкът- вцт ьцылгтдфжьфыэтф жцкфше нфкфеьэжвэк


Поделитесь с Вашими друзьями:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.azkurs.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə