Релаксаційні процеси в сенсорах зображень на основі неідеального гетеропереходу CdS-Сu2S - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в науково-дослідній лабораторії електронних, іонних і молекулярних процесів у напівпровідниках Одеського національного університету імені І. І. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Сминтина Валентин Андрійович, Одеський національний університет імені І. І. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Курмашев Шаміль Джамашевич, Одеський національний університет імені І. І. доктор технічних наук, професор Мокрицький Вадим Анатолійович, Одеський національний політехнічний університет, професор кафедри інформаційних технологій проектування в електроніці та телекомунікаціях. Захист дисертації відбудеться «19» червня 2009 року о «14» годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д41.051.01 в Одеському національному університеті імені І. І.Але з часом тонкоплівкові фотоелементи на основі аморфного кремнію, які мають більш високий коефіцієнт корисної дії і високу стабільність, зайняли привілейоване положення у фотоелектричній енергетиці. релаксаційний сенсор гетероперехід Особливий інтерес викликає той факт, що зображення за допомогою такого сенсора можна одержати як в оптичному діапазоні, так і у рентгенівських променях. Тому актуальними представляються дослідження гетеропереходів з метою створення задовільної несуперечної теорії явищ і ефектів у неідеальному гетеропереході і одержання якісного сенсора оптичного та рентгенівського зображень. Дисертаційна робота виконувалася в рамках науково-дослідної теми “Дослідження електрофізичних властивостей барєрних структур на основі напівпровідникових матеріалів з істотним порушенням далекого порядку з метою створення чутливих оптичних і рентгенівських сенсорів зображення із внутрішнім посиленням” (номер держреєстрації 0100U02865), що виконувалася у науково-дослідній лабораторії №3 Одеського національного університету імені І. І. Мечникова. Релаксаційні процеси в сенсорах зображень на основі неідеального гетеропереходу CDS-Cu2S вивчалися шляхом аналізу експериментальних даних релаксації сигналу в неідеальних гетероструктурах; отримання залежностей впливу зовнішньої напруги на характер швидкості релаксації сигналу; вимірювання залежностей стаціонарних значень струму короткого замикання від інтенсивності збуджуючого світла; отримання характеристичних кривих сенсора та їх порівняння з розрахованими теоретично кривими релаксації та характеристичною кривою.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі досліджень, наукову новизну і практичну значимість отриманих результатів, подано інформацію про апробацію роботи і публікації автора, а також про особистий внесок дисертанта. Розглянуто основні фотоелектричні властивості неідеального гетероперехода CDS-Cu2S. Описано ефект модулювання струму короткого замикання гетероперехода CDS-Cu2S короткохвильовим підсвічуванням, який може бути покладений в основу роботи фотоелектричного приладу - перетворювача оптичного зображення в електричний сигнал. Показано, що сенсор, створений на основі такої структури, може мати ефект тривалого накопичення сигналу, ефект памяті, можливість повторного зчитування сигналу, а також внутрішнє посилення, що визначить його високу чутливість. Показано, що використання комбінації технологічних методів одержання базових шарів сульфіду кадмію методом пульверизації зарядженого аерозолю водяного розчину хлориду кадмію (CDCL2) і тіомочевини (SC(NH2)2) на розігріту підкладку з наступною хімічною реакцією, і використання «сухого» методу заміщення Те Велде для одержання шарів Cu2S є найбільш прийнятним при створенні гетероперехода CDS-Cu2S, як основи сенсора зображення.Рішення кінетичного рівняння для дірок (після вимкнення збуджуючого світла), які захоплені на пасткові центри в ОПЗ сульфіду кадмію, визначає процес спаду струму короткого замикання, тому що кінетика фотоструму перебуває в прямої залежності від кінетики захопленого заряду. Струм короткого замикання гетероперехода CDS-Cu2S визначається співвідношенням дрейфової швидкості нерівноважних електронів на гетеромежі і швидкістю їхньої поверхневої рекомбінації. Напруженість поля, в свою чергу, визначається концентрацією локалізованого в ОПЗ заряду. У звязку з цим представлено рішення цього рівняння для наближення термічного видалення локалізованого заряду та побудовані залежності концентрації цього заряду від часу після вимикання фотозбудження для різних параметрів пасткових центрів. Залежності фотоструму короткого замикання від часу, отримані для різних точок сенсора при кімнатній температурі та при однакових умовах, показали, що сигнал зменшується з одним і тим же характерним часом релаксації ?0, однак, досить сильно відрізняється по абсолютній величині.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ