Wyniki 1-10 spośród 12 dla zapytania: authorDesc:"Agata Jasik"

Supersieci II rodzaju ze związków InAs/GaInSb

Czytaj za darmo! »

Detekcja promieniowania w podczerwieni ma istotne znaczenie praktyczne. Podstawowymi przykładami zastosowań są: telekomunikacja optyczna w otwartej przestrzeni, spektroskopia w podczerwieni, analiza cieczy, ciał stałych i gazów, pirometria, skanery termiczne, bezkontaktowe pomiary wilgotności, techniki wojskowe oraz wiele innych. Są to zastosowania bardzo różnorodne, wymagające użycia przyrządów o różnorodnej konstrukcji. Jednym z typów detektorów obecnie szeroko stosowanych są bolometry termiczne. Podstawową ich wadą jest mała szybkość reakcji, wynikająca z zasad działania. Natomiast parametry istniejących detektorów fotonowych, charakteryzujących się gigahercową szerokością pasma są ograniczone przez wiele zjawisk natury chemicznej i fizycznej. Detektory fotonowe mogą być po[...]

Problemy epitaksji antymonków grupy III-V

Czytaj za darmo! »

Przyrządy optyczne wykorzystujące związki półprzewodnikowe z antymonem są szeroko stosowane jako detektory i emitery podczerwieni. Jednakże poważne trudności napotykane podczas krystalizacji oraz processingu struktur przyrządów opartych na tych związkach znacząco spowalniają postęp w tej dziedzinie. Niejednoznaczność określania temperatury na powierzchni rosnącego kryształu w metodzie epitaksji z wiązek molekularnych (MBE) to kluczowe zagadnienie, do którego należy się odnieść przed przystąpieniem do właściwego procesu krystalizacji struktur. W prezentowanej pracy szczególną uwagę zwrócono na aspekty wzrostu warstw GaSb i związków pochodnych, które są związane z wytwarzaniem heterostruktury detektora. Wzrost 2D warstw GaSb Podczas epitaksji GaSb za pomocą MBE zwrócono szczególną uwagę na sposób desorpcji tlenku z powierzchni podłoża [1]. Istotne jest, że desorpcja tlenku zachodzi bez stabilizacji powierzchni cząstkami Sb, a różnica temperatur, przy których zachodzi desorpcja i degradacja powierzchni wynosi 5ºC. Jest to krytyczny moment w procesie technologii. Na rysunku 1 zamieszczono obrazy powierzchni próbek wykrystalizowanych w różnych warunkach. Optymalizacja parametrów procesu epitaksjalnego skutkuje dwuwymiarowym wzrostem kryształu, o czym świadczy obecność tarasów na powierzchni kryształu o wysokości 1 ML. Trudnym problemem, z którym stykamy się podczas procesów wzrostu warstw antymonkowych, jest samoistne wbudowywanie się As do materiału [2]. Ciśnienie obecne w komorze reakcyjnej jest w zasadniczej mierze uwarunkowane cząstkami As. Po każdorazowym otwarciu zaworu arsenowej komórki efuzyjnej, poprzedzającym proces wzrostu warstw GaSb, zawartość As w tych warstwach jest większa. Na rysunku 2 zamie[...]

Struktura pasmowa i optyczne właściwości supersieci InAs/GaSb

Czytaj za darmo! »

Supersieci InAs/GaSb są strukturami, w których dolna granica pasma przewodnictwa w obszarze InAs znajduje się poniżej górnej granicy pasma walencyjnego w obszarze GaSb. Takie charakterystyczne ułożenie pasm energetycznych sprawia, że struktury tego rodzaju mogą być wykorzystane do detekcji promieniowania podczerwonego w szerokim zakresie długości fal (2…30 μm). Krawędź absorpcji konkretnego układu materiałów jest uzależniona od grubości warstw, które tworzą strukturę supersieci. W pracy [2] pokazano relację pomiędzy krawędzią absorpcji oraz grubością warstw InAs, przy stałej grubości warstw GaSb. Wyznaczona zależność ułatwia dobór geometrycznych parametrów supersieci, przeznaczonych do detekcji promieniowania, o konkretnej długości fali. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 20 40 60 80 100 u [V] i [μA] iB = 0 iB = 0,2 μA Struktury supersieci InAs/GaSb otrzymane zostały za pomocą epitaksji z wiązek molekularnych (MBE). Parametry technologiczne decydujące o jakości struktur utrzymywane były z dokładnością ±0,5% w trakcie procesów epitaksji. Umożliwia to wzrost supersieci o poprawnej strukturze krystalicznej i dobrze zdefiniowanych obszarach międzyfazowych. Supersieci [...]

Wykrywalność detektorów średniej podczerwieni wykonanych z supersieci InAs/GaSb DOI:10.15199/13.2016.9.2


  W artykule rozważono wpływ różnych typów szumów na wykrywalność detektora średniej podczerwieni wykonanego z supersieci InAs/GaSb. W rozważaniach uwzględniono wpływ układów polaryzacji i wzmacniania sygnału oraz różne rodzaje szumów występujące w detektorze. Wykrywalność detektora wyznaczono z uwzględnieniem szumu 1/f, szumu układu wzmacniania, szumu śrutowego i termicznego. Słowa kluczowe: wykrywalność, detektory podczerwieni, supersieć InAs/GaSb, szum 1/f.Wykrywalność znormalizowana D* jest jednym z najistotniejszych parametrów charakteryzujących detektory podczerwieni. Dla detektora fotowoltaicznego, pracującego z niezerowym napięciem polaryzującym w układzie wzmacniania sygnału, wielkość D* definiuje się jako [1], [2]: , (1) gdzie Ri jest czułością prądową, A jest powierzchnią elektryczną detektora, natomiast Sit(f), Siś(f), Si1/f(f), Siw(f) są funkcjami gęstości widmowej mocy (g.w.m.) prądu szumów, kolejno: termicznego, śrutowego, 1/f oraz układu wzmacniania. Zazwyczaj podaje się wykrywalność, która uwzględnia tylko szum termiczny [3] lub/i śrutowy [4]. Takie podejście nie jest w pełni uzasadnione, ponieważ głównym czynnikiem ograniczającym wykrywalność fotowoltaicznych detektorów średniej podczerwieni w zakresie częstotliwości do kilkudziesięciu [5], a niekiedy kilkuset kiloherców [6] może być szum 1/f. Ponieważ nie istnieje uniwersalny model szumu 1/f w przyrządach półprzewodnikowych, określenie wykrywalności detektora w zakresie małych częstotliwości (m.cz.) wymaga eksperymentalnego wyznaczenia poziomu tych szumów. Należy również rozważać szumy, jakie wprowadza układ wzmacniania sygnału. Detektor i układ pomiarowy Wzrost struktury supersieciowej InAs/GaSb odbywał się w technologii Molecular Beam Epitaxy na podłożu GaSb. Schemat detektora o strukturze diody p-i-n przedstawiono na rys. 1a. W supersieci typu n warstwy InAs domieszkowano tellurem, natomiast w supersieci typu p warstwy GaSb domieszkowano berylem. Obszar [...]

Technologia MBE struktur fotorezystorów LWIR na bazie SL II rodzaju DOI:10.15199/48.2019.09.23

Czytaj za darmo! »

Detektory fotonowe pracujące w zakresie podczerwieni znajdują zastosowanie w sektorze obronnym, przemyśle, ochronie środowiska, medycynie czy badaniach naukowych w dziedzinie spektroskopii. Współcześnie technologia detekcji w podczerwieni bazuje na związkach półprzewodnikowych II-VI (HgCdTe), wytwarzanych najczęściej metodą epitaksji z fazy gazowej z wykorzystaniem związków metaloorganicznych. Poszukiwania materiałów, które mogłyby zastąpić szkodliwe dla środowiska pierwiastki ciężkie wykazały, że rolę tellurków w szerokim zakresie podczerwieni od 320 m mogą przejąć supersieci II rodzaju (ang. superlattice, SL) wykonane ze związków III-V i wytwarzane za pomocą epitaksji z wiązek molekularnych (ang. molecular beam epitaxy, MBE). Mogą to być zarówno związki binarne (InAs/GaSb) [1], jak i trójskładnikowe (InAs/InGaSb, InAs/InAsSb) [2, 3]. W przypadku SLs ze związków binarnych, efektywna przerwa energetyczna, a tym samym krawędź absorbcji promieniowania podczerwonego definiowana jest przez odpowiedni dobór grubości warstw składowych [4]. W zakresie średniofalowym promieniowania podczerwonego (ang. mid wavelength infrared, MWIR) zarówno supersieci asymetryczne InAs/GaSb o grubościach warstw 10 ML/19 ML (ang. monolayer, ML), jak i symetryczne o grubościach ok. 10 ML/10 ML pozwalają uzyskać długość fali odcięcia ok. 5,0 m [5]. W zakresie długofalowym (ang. long wavelength infrared, LWIR) dla ok. 10,0 m rozpatrywane są asymetryczne SLs o grubościach warstw np. 24 ML/4 ML [6] lub 14 ML/7 ML [7]. Użyteczność przyrządową SLs determinują ich właściwości materiałowe wynikające zarówno z natury fizycznej związków, jak i z doskonałości technologicznej procesu wzrostu. Przykładem mogą być SLs 24 ML/4 ML. Obecność poziomów defektowych w połowie przerwy energetycznej SL eliminuje ją jako materiał absorbera w detektorze IR. Predysponowane są SLs o grubości InAs z zakresu 16 ML  13 ML i grubości GaSb [...]

Metodyka określania parametrów elektrycznych warstw GaSb osadzonych na przewodzącym podłożu DOI:10.15199/48.2019.09.25

Czytaj za darmo! »

Związek GaSb jest jednym z podstawowych materiałów z grupy III-V wykorzystywanych w konstrukcji przyrządów półprzewodnikowych mających zastosowanie w technice podczerwieni [1, 2]. Poznanie właściwości strukturalnych, optycznych i elektrycznych tego materiału jest konieczne, szczególnie w przypadku przyrządów pracujących na nośnikach mniejszościowych. Zaliczamy do nich m.in. fotodetektory z zakresu średniofalowej [3] czy długofalowej podczerwieni [4]. Najprostszą i najczęściej wykorzystywaną metoda określania parametrów elektrycznych materiałów półprzewodnikowych, w tym cienkich warstw epitaksjalnych jest technika pomiaru rezystywności i współczynnika Halla metodą van der Pauwa [5]. Może być stosowana do próbek o dowolnym kształcie, przy czym najmniejszy błąd pomiarowy uzyskiwany jest dla próbek o regularnym kształcie. Warunkiem do zastosowania tej metody jest jednorodność i izotropowość próbek oraz umieszczenie kontaktów omowych na rogach/obrzeżach próbki. Ponadto powierzchnia kontaktów powinna być co najmniej rząd wielkości mniejsza niż próbki. Dzięki tej metodzie możliwe jest określenie rezystywności materiału, typu przewodnictwa, koncentracji nośników większościowych oraz ich ruchliwości. Zastosowanie metody van der Pauwa do badań parametrów elektrycznych warstw GaSb, zarówno tych niedomieszkowanych, jak domieszkowanych atomami Be i Te bądź Si jest utrudnione ze względu na brak nieprzewodzących podłoży GaSb. Dostępne na rynku niedomieszkowane podłoża wykazują przewodnictwo typu p. W takim przypadku istnieje kilka podejść do zagadnienia pomiaru. Pierwsze z nich bazuje na transferze badanej cienkiej warstwy na nieprzewodzący nośnik, po czym następuje usunięcie pierwotnego podłoża. Mankamentem tego rozwiązania są naprężenia, które z dużym prawdopodobieństwem zostają wprowadzone do warstwy wskutek różnic we współczynnikach elastyczności próbki i nośnika. Naprężenia zmieniają właściwości badanego materiału oraz mogą spowo[...]

Struktury detektora podczerwieni na bazie supersieci II rodzaju ze związków InAs/GaSb


  Technologia otrzymywania supersieci InAs/GaInSb jest we wstępnej fazie rozwoju. Główne trudności związane są z przygotowaniem podłoży do epitaksji, optymalizacją technologii otrzymywania supersieci, "processingiem" struktur prowadzącym do otrzymania detektorów oraz ich pasywacją. Jednak potencjalne znaczenie supersieci InAs/GaInSb jest duże, co w przyszłości może spowodować dominację tego związku w konstrukcji detektorów podczerwieni, szczególnie w zakresie dalszej podczerwieni. Należy również podkreślić, że supersieci InAs/GaInSb z powodzeniem mogą być stosowane w produkcji niechłodzonych detektorów podczerwieni. Eksperymentalnie wykazano, że ich parametry są podobne do tych, jakie uzyskuje się dla HgCdTe. Dodatkową zachętę dla podjęcia tematyki detektorów na bazie supersieci stanowi fakt, że ze względu na zagrożenie dla środowiska w najbliższych latach przewiduje się stopniową eliminację rtęci (Hg) i kadmu (Cd) z technologii półprzewodnikowych. Trudności występujące przy wytwarzaniu tego typu detektorów powodują, że stosunkowo mało grup zajmuje się tą tematyką. Dotychczas w Polsce nikt nie zajmował się zastosowaniem supersieci do wytwarzania przyrządów półprzewodnikowych. Nowoczesne fotodetektory podczerwieni Podstawowym celem pracy było zaprojektowanie i wykonanie pełnej, zoptymalizowanej struktury detektora promieniowania podczerwonego na bazie supersieci II rodzaju ze związków InAs/ GaSb. Do realizacji tego celu konieczne było opanowanie technologii wytwarzania warstw i supersieci metodą epitaksji z wiązek molekularnych MBE (Molecular Beam Epitaxy) oraz ich charakteryzacji. "Processing" oraz pomiary przyrządu były przedmiotem odrębnych prac wykonanych w firmie VIGO System. Procesy epitaksji prowadzono w reaktorze RIBER 32P. Do charakteryzacji warstw i struktur stosowano następujące metody: - do obrazowania powierzchni stosowano mikroskopię optyczną, - do określenia szorstkości powierzchnio wykorzystano mikroskopię sił[...]

Półprzewodnikowe lasery dyskowe  korzyści z inżynierii przerwy wzbronionej DOI:10.15199/48.2015.09.37

Czytaj za darmo! »

Półprzewodnikowe lasery dyskowe, dzięki połączeniu osiągnięć w dziedzinie konstrukcji otwartych rezonatorów właściwych dla laserów na ciele stałym i współczesnych technologii półprzewodnikowych, pozwalają na konstrukcję emiterów o unikatowych własnościach. Doskonała jakość wiązki gaussowskiej, praca na pojedynczym modzie podłużnym, duża moc, od kilku do kilkudziesięciu watów, i jednocześnie elastyczność inżynierii przerwy wzbronionej determinującej długość fali emisji czynią lasery te szczególnie atrakcyjnymi źródłami emisji koherentnej. W artykule przedstawione zostały właściwości półprzewodnikowych laserów dyskowych i wyniki prac badawczych prowadzonych w Instytucie Technologii Elektronowej. Abstract. Semiconductor Disc Lasers profit both from know-haw of the solid state laser resonator set-ups and modern semiconductor epitaxial technology. Excellent optical quality of emitted Gaussian beams, single mode operation, high power ranging from single to tenths of Watts and the flexibility of the band gap engineering of the emission wavelength makes them particularly suitable in very demanding application were no other source exists. In his paper a review on the Semiconductor Disk laser will be provided and the experimental data of the research carried on in Institute of Electron Technology will be presented. (Semiconductor Disc Laser - advantages of band-gap engineering). Słowa kluczowe: lasery półprzewodnikowe, lasery dyskowe, VECSEL, epitaksja. Keywords: semiconductor lasers, disc laser, VECSEL, epitaxy. Wprowadzenie Szczególnym typem lasera dyskowego jest półprzewodnikowy laser dyskowy, VECSEL (ang. Vertical External Cavity Surface-Emitting Laser). Jest to laser, w którym otwarty rezonator domknięty jest przez tak zwane aktywne zwierciadło półprzewodnikowe: epitaksjalną heterostrukturę zawierającą zwierciadło Bragga i obszar czynny w postaci jam kwantowych. Obszar czynny jest zaprojektowany by umożliwić efektywne pompowanie optyczne. [...]

Detektory supersieciowe InAs/GaSb - wybrane aspekty technologii wytwarzania DOI:10.15199/13.2016.9.1


  Specyficzne własności supersieci II rodzaju (T2SL) z InAs/GaSb mogą spowodować w przyszłości dominację tego materiału w produkcji detektorów podczerwieni. Istotnym argumentem stosowania detektorów na bazie supersieci stanowi fakt, że ze względu na zagrożenie dla środowiska w najbliższych latach przewiduje się stopniową eliminację rtęci (Hg) i kadmu (Cd) z technologii półprzewodnikowych. Ciągła poprawa jakości podłóż i materiału supersieci, konstrukcji detektorów oraz technik "processingu" połączona z poznaniem fundamentalnych procesów fizycznych pozwalaja obecnie na wytwarzanie przyrządów dyskretnych i matryc pracujących w obszarze widmowym średniej, dalekiej i bardzo dalekiej podczerwieni. W pracy przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat detektorów T2SL oraz przedyskutowano przyczyny degradacji ich parametrów. Słowa kluczowe: detektory podczerwieni, supersieci InAs/GaSb, epitaksja z wiązek molekularnych, wysokorozdzielcza dyfraktometria rentgenowska, spektroskopia ramanowska.Detektory podczerwieni działające w zakresie długości fal 3-15 μm są ważne w wielu zastosowaniach przemysłowych, wojskowych oraz są wykorzystywane do obserwacji Ziemi z kosmosu. Obecnie wysokiej klasy systemy detekcji podczerwieni wykorzystują przyrządy wykonane z tellurku kadmu i rtęci (MCT), antymonku indu (InSb) a także kwantowe fotodetektory podczerwieni (QWIP). Niemniej jednak duże postępy w technologii supersieci II rodzaju (T2SL) z InAs/GaSb mogą spowodować, że przyrządy na ich bazie staną się w przyszłości dominującymi fotodetektorami w zakresie widmowym średniej (MWIR) 3-5 μm, a także dalekiej (LWIR) 8-12 μm i bardzo dalekiej (VLWIR) 11-15 μm podczerwieni. Supersieci InAs/GaSb charakteryzują się dużą masą efektywną elektronu oraz małą szybkością generacji Auger. Ponadto przerwa energetyczna w tym materiale zależy od grubości warstw, a nie od składu co pozwala na uzyskiwanie lepszej jednorodności przestrzennej w porównaniu [...]

Samoorganizujące się warstwy organiczne - badania nad zastosowaniem do pasywacji antymonkowych detektorów podczerwieni DOI:10.15199/48.2019.09.24

Czytaj za darmo! »

Rozwój współczesnej elektroniki uwarunkowany jest nie tylko wprowadzaniem innowacyjnych technologii ale również nowoczesnych materiałów, w tym wyrafinowanych materiałów organicznych. Ultra płaskie telefony, elastyczne klawiatury i baterie, organiczne diody świecące (OLED) i fotoogniwa weszły na stałe do oferty firm elektronicznych. Elektronika molekularna otwiera nowe kierunki rozwoju wymienionych produktów. Jednym z ważnych problemów tej dziedziny jest stworzenie, rozumianej w szerszym zakresie, kompatybilności między materiałami organicznymi i powszechnie stosowanymi w elektronice materiałami nieorganicznymi. Badania nad zastosowaniem samoorganizujących się monowarstw SAM (ang. Self- Assembled Monolayers) mogą być pomocne w rozwiązaniu trudności związanych ze wzajemną współpracą różnych materiałów, a jednocześnie, stwarzają perspektywy dla potencjalnych zastosowań SAM w nanotechnologii. Jednymi z najbardziej obiecujących są warstwy SAM na bazie siarki tzw. tiole, przede wszystkim ze względu na prosty sposób wytwarzania poprzez zanurzenie podłoża w alkoholowym roztworze. Tiole znalazły zastosowanie w medycynie i biologii, gdzie są wykorzystywane do stabilizacji i funkcjonalizacji nanocząsteczek, w szczególności jako powłoki modyfikujące powierzchnię wierzchnią w implantach oraz nośniki kwasów nukleinowych, enzymów i przeciwciał w biosensorach [1]. W latach 90. pojawiła się nowa koncepcja użycia tioli w kontekście pasywacji powierzchni półprzewodników GaAs i InP [2]. W instytucie Sieć Badawcza Łukasiewicz-Instytut Technologii Elektronowej prowadzone są badania, zarówno podstawowe nad zastosowaniem SAM do pasywacji GaSb oraz związków pochodnych, jak i aplikacyjne nad ich użyciem do pasywacji fotodetektorów wykonanych z antymonkowych supersieci II-rodzaju (SL II). Złożona struktura supersieci II-rodzaju InAs/GaSb, obecność wynikających z jej natury naprężeń, a przede wszystkim wyjątkowa reaktywność związków antymonkowych, [...]

 Strona 1  Następna strona »