Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Mirosław MALIŃSKI"

Zastosowanie zjawiska modulacji absorpcji na nośnikach swobodnych do nieniszczących badań materiałów półprzewodnikowych


  Parametry rekombinacyjne materiałów krzemowych są jednymi z ważniejszych, których znajomość jest niezbędna przy projektowaniu urządzeń optoelektronicznych (np. ogniw słonecznych, fotodetektorów, itp.). W ostatnich latach można zaobserwować wzrost zainteresowania nieniszczącymi metodami do wyznaczania parametrów rekombinacyjnych materiałów krzemowych [1-4]. Jedną z nich jest metoda MFCA (ang. Modulated Free Carrier Absorption), która umożliwia wyznaczenie czasu życia nośników, współczynnika dyfuzji nośników, a także prędkości ich rekombinacji powierzchniowej. Jej podstawy teoretyczne, a także przykładowe charakterystyki częstotliwościowe amplitudowe i fazowe uzyskane na płytkach krzemowych przedstawiono w pracy [5]. Modyfikację metody MFCA opartą na przestrzennej separacji wiązki wzbudzającej nośniki i wiązki sondującej przedstawiono w pracach [6, 7]. Wpływ szerokości wiązki sondującej na sygnał MFCA przedstawiono w pracy [8]. Porównanie czułości dwóch odmian metody MFCA opartych na pomiarze sygnału MFCA w funkcji częstotliwości modulacji oraz w funkcji odległości wiązki wzbudzającej i wiązki sondującej przedstawiono w pracy [9]. Rozkład przestrzenny nośników w modelu 3D niezbędny do obliczeń wielkości sygnału MFCA przedstawiono w pracy [10]. Wyniki badań, porównujących metodę MFCA z metodą pomiarową bazującą na wykorzystaniu mikrofal, zweryfikowane pomiarami fotoprzewodnictwa przedstawiono w pracy [11]. Przedstawione w niniejszej pracy zagadnienia dotyczące metody MFCA są ciągle aktualne i znajdują się w spektrum zainteresowań naukowców z międzynarodowych jednostek naukowych [12-14]. Znajomość parametrów rekombinacyjnych materiałów krzemowych jest wysoce pożądana, zwłaszcza przy projektowaniu i wytwarzaniu ogniw słonecznych. Idea metody MFCA polega na wzbudzaniu nośników z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa w wyniku absorpcji światła lasera wzbudzającego oświetlającego próbkę. W wyniku tego uzyskuje się dyfuzyjne fale[...]

Badania wybranych materiałów optoelektronicznych z wykorzystaniem fototermicznej radiometrii w podczerwieni DOI:10.15199/48.2016.09.32

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono wyniki badań materiałów optoelektronicznych z wykorzystaniem fototermicznej radiometrii w podczerwieni (PTR). Opisane zostały szczegóły dotyczące wykorzystanej techniki badawczej. Badania przeprowadzono na próbkach krzemu i krzemu - germanu. Omówiono szczegóły techniczne dotyczące wymagań sprzętowych na potrzeby stanowiska badawczego. W pracy przedyskutowano możliwości interpretacyjne płynące z zastosowania opisanej metody badawczej oraz opisanych modeli matematycznych sygnału PTR. Abstract. In this paper the experimental results of the photothermal radiometry (PTR) investigations of the optoelectronic materials have been presented. The details concerning the used technique have been described. Investigations have been performed on the silicon and silicongermanium samples. Details of the experimental set-up have been discussed. In this work the interpretation abilities connected with the usage of the described experimental method and the described PTR signal mathematical models have been discussed. (Investigations of chosen optoelectronic materials with the photothermal infrared radiometry). Słowa kluczowe: badania nieniszczące, radiometria w podczerwieni, krzem, krzem-german, parametry rekombinacyjne, czas życia nośników. Keywords: Nondestructive testing, photothermal infrared radiometry, silicon, silicon-germanium, recombination parameters, carriers lifetime. Wprowadzenie Materiały optoelektroniczne są w ciągłym spektrum zainteresowań badawczych. Ich parametry np. rekombinacyjne mają istotny wpływ na wydajność i sprawność urządzeń oraz elementów realizowanych na ich podstawie. Urządzenia te przykładowo wykorzystywane są w pozyskiwaniu energii z odnawialnych źródeł. Metoda fototermicznej radiometrii w podczerwieni jest jedną z metod pozwalających na uzy[...]

Experimental investigations of the dependence of the lifetime of the optically generated minority carriers in n-type silicon on the intensity of its illumination DOI:10.15199/48.2017.08.09

Czytaj za darmo! »

The lifetimes of carriers are measured for silicon with the use of different methods such for example as: Surface Photovoltage (SPV), Modulated Free Carrier Absorption (MFCA), Photoacoustic (PA), Microwave Photo Conductance Decay (μPCD), Photo-Thermal Radiometry (PTR) and Photoluminescence Decay (PLD). An example of the application of the photoluminescence method for determination of the minority carrier diffusion length and the lifetime both in bulk and doped silicon epitaxial layers is presented in paper [1]. Lifetimes of carriers are most often extracted from the experimental frequency or time domain characteristics of the measured signal. The characteristics are then analyzed in the appropriate theoretical model and very often compared. Various methods for characterization of the charge carrier lifetimes are reviewed in paper [2]. The problem is however that the intensities of illumination of the samples during experiments are often not given. The experimental results presented in this paper show that the influence of the intensity of illumination is essential and without this information the comparison of the experimental results of the lifetimes is not possible. Paper [3] presents the influence of light intensity on the lifetime of carriers in n-type silicon investigated by a PA method. The character of the dependence was interpreted in terms of Shockley Read Hall (SRH) statistics. The idea of this PA method for determination of the lifetimes of carriers is presented in paper [4]. The experimental results illustrating the influence of ion implantation on the recombination parameters of p and n type implanted Si samples investigated by means of the PTR are presented in paper [5]. The minority carrier recombination lifetimes in ntype CdMgSe mixed crystals measured by means of the PTR method are presented in paper [6]. For the measurements of the lifetimes of minority carriers, described in this paper, two experime[...]

Obrazowanie obszarów implantowanych w materiałach półprzewodnikowych z wykorzystaniem nieniszczącej techniki radiometrii w podczerwieni DOI:10.15199/48.2017.08.24

Czytaj za darmo! »

Podstawy teoretyczne dotyczące radiometrii w podczerwieni, zostały przedstawione w pracach [1-3]. Składowa periodyczna sygnału PTR może być opisana, jako suma komponentów termicznego i plazmowego: (1) 1 2 1 2 1 2 0 0 ( , , , ) ( , , , , , , ) ( , , , , ) d d T N PTR f  V V  C  T x f  V V    dx C  n x f  V V dx gdzie: f - częstotliwość modulacji, τ - czas życia nośników, V1,2 - prędkość rekombinacji powierzchniowej, α - dyfuzyjność termiczna, λ - przewodnictwo cieplne. Komponent termiczny jest to periodyczna składowa promieniowania termicznego próbki będąca wynikiem jej periodycznego oświetlania wiązką laserową i periodycznej zmiany jej temperatury. Komponent plazmowy jest to składowa periodyczna stałego promieniowania termicznego próbki zmodulowana periodycznie zmienną koncentracją nośników. Przykładowe zastosowania omawianej metody w badaniach materiałów optoelektronicznych przedstawiono w pracach [4-[...]

Mapowanie czasu życia nośników w materiałach półprzewodnikowych z wykorzystaniem techniki modulacji absorpcji na swobodnych nośnikach DOI:10.15199/48.2015.09.30

Czytaj za darmo! »

W artykule zaprezentowano tematykę bezkontaktowego mapowania czasów życia nośników w materiałach półprzewodnikowych z wykorzystaniem techniki modulacji absorpcji na swobodnych nośnikach. Opisano szczegóły techniczne dotyczące realizacji stanowiska badawczego oraz wykorzystanej metody detekcji sygnału. Przedstawiono i przedyskutowano przykładowe mapy czasów życia nośników w krzemie monokrystalicznym. W pracy omówiono również sposób wyznaczania koncentracji pułapek odpowiedzialnych za skrócenie czasu życia nośników. Abstract. In the paper the issue of a noncontact mapping of the lifetimes of carriers in semiconductor materials with the MFCA method is presented. The technical details of the construction of the experimental set-up and the applied method of detection are described. Example maps of the lifetime spatial distributions in the silicon samples are shown and discussed. In the paper the way of computation of the spatial distribution of the traps responsible for the shortening of the lifetime of carriers is also presented. (Mapping of the lifetime of carriers in semiconducting materials with the modulated free carrier absorption method). Słowa kluczowe: metody nieniszczące, technika modulacji absorpcji na swobodnych nośnikach, krzem, czasy życia nośników, mapowanie parametrów rekombinacyjnych. Keywords: nondestructive methods, modulation by free carrier absorption MFCA, silicon, lifetime of excess carriers, mapping of recombination parameters. Wprowadzenie Jednymi z ważniejszych parametrów materiałów krzemowych służących do produkcji urządzeń optoelektronicznych, są parametry rekombinacyjne. W znacznej mierze decydują one o wydajności produkowanych na ich bazie urządzeń. Przykładem są ogniwa fotowoltaiczne, gdzie czasy życia nośników są niezwykle istotnym parametrem. W ostatnich latach można zaobserwować wzrost zainteresowania metodami pomiarowymi mającymi na celu wyznaczanie tych parametrów [1-3]. Jedną z technik umożliwiających [...]

Ab initio molecular dynamics calculations of heat conductivity for silicon related materials DOI:10.15199/48.2017.08.16

Czytaj za darmo! »

Thermal effects occurring in the active electronic elements and devices lead to their temperature increase and may change their functional characteristics. To keep these characteristics within the determined frameworks, one has to construct the corresponding devices taking into account the heat conductivity characteristics of the corresponding active and neighboring materials. Because of the large variety of these materials in modern electronics the problem of their heat characteristics determination is extremely important [1]. There are several theoretical techniques reported in the literature [2], which are used for determination of the phonon thermal conductivity. One of the often applied techniques is the molecular dynamics (MD), which can be separated into two main groups: (1) equilibrium and (2) nonequilibrium methods. In an equilibrium MD simulation, the system under investigation has a constant average temperature and an average heat flux of zero [2]. However, at each instant of time a finite heat flux exists due to instantaneous fluctuations of temperature. The popular Green-Kubo method [3, 4], based on the general fluctuation-dissipation theorem [5], relates the lattice thermal conductivity of the system to the time required for such fluctuations to dissipate. The corresponding algorithms however are not implemented in the more popular ab initio packages, for example in VASP code [6]. In the present study, we propose a new approach for the theoretical first-principles calculations of the phonon lifetime  and thermal diffusivity D of a material on the basis of the standard ab initio molecular dynamics (AMD) study. This approach has been applied to the study of heat conductivity in pure silicon and phosphorus doped silicon crystals. Some subsidiary calculations of this type were performed with diamond, sapphire (Al2O3) and silver. On the basis of the calculated thermal diffusivity D one can obtain the corr[...]

 Strona 1