Таким чином, поєднання функції детектора і аналогово-цифрового перетворювача в одному функціональному приладі дозволить позбутися від описаних недоліків АЦП. В якості такого функціонального приладу може бути реалізований фотоелектричний перетворювач світло-частота на основі високоомного арсеніду галію.
У зв'язку з цим, метою даної роботи є дослідження впливу електромагнітного випромінювання видимого та ІЧ діапазонів на параметри струмових коливань в мезапланарних структурах на основі високоомного арсеніду галію n-типу.
Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні завдання:
аналіз літератури, присвяченої дослідженням неустойчивостей струму в напівпровідниках;
аналіз сучасного стану елементної бази напівпровідникових фотоелектричних перетворювачів;
експериментальне дослідження впливу електромагнітного випромінювання видимого і частини ІК діапазонів на постійну складову струму, амплітуду і частоту струмових коливань в мезапланарних структурах на основі високоомного арсеніду галію n-типу з різною формою контактних майданчиків;
експериментальне дослідження впливу прикладеного до мезаструктур напруги на характер залежності частоти від падаючої потужності лазерного випромінювання;
аналіз та інтерпретація отриманих експериментальних результатів;
1. Дослідження неустойчивостей струму в напівпровідниках
Для побудови функціональних пристроїв використовуються нелінійні активні середовища, в обсязі яких можливе утворення і поширення динамічних неоднорідностей електричного поля. У функціональній електроніці динамічні неоднорідності в однорідному обсязі твердого тіла є безпосередніми носіями інформації і на відміну від статичних неоднорідностей створюються не в процесі виготовлення електронного пристрою, а під дією зовнішніх факторів при функціонуванні електронного пристрою. Відомо велика кількість динамічних неоднорідностей різної фізичної природи. Це ансамблі заряджених частинок і квазічастинок (зарядові пакети, флуксони тощо), домени (електричні домени, циліндричні магнітні домени і т.п.), динамічні неоднорідності хвильової природи (поверхневі акустичні хвилі, магнітні статичні хвилі і т.п. ). Освіта динамічної неоднорідності здійснюється за рахунок різних ефектів, що виникають в напівпровідникових структурах. Найбільш перспективними середовищами для функціональної електроніки, в яких можливе виникнення динамічних неоднорідностей електричного поля, є многодолінние широкозонні напівпровідники (GaAs, GaN, InP, CdTe та ін.). У таких нелінійних середовищах в сильних електричних полях внаслідок залежності рухливості електронів від напруженості електричного поля можливе спостереження відомого ефекту Ганна [4, 5].
Іншим типом нестійкості, що виявляється в сильних електричних полях, є рекомбінаційна нестійкість струму, обумовлена ??захопленням електронів глибокими рівнями [6-11]. Через різноманіття фізичних чинників, які не завжди вдається контролювати, рекомбінаційні нестійкості струму займають провідне місце серед інших видів неустойчивостей як за кількістю, так і по суперечливості літературних даних.
Аналіз робіт з рекомбінаційним нестійкість струму [12,13] показує, що необхідною умовою існування коливань є наявність в зразках електронних пасток з глибокими енергетичними рівнями. Такі пастки створюються або введенням домішки, або пов'язані з наявністю всіляких дефектів або поверхневих станів.
У роботах [14,15] нестійкість струму зв'язується з періодичним заповненням і спустошенням поверхневих станів і, відповідно, зміною висоти контрольованого ними потенційного бар'єру, що дозволяє виділити певний вид нестійкості - поверхнево-бар'єрну нестійкість струму.
Виникнення області негативного диференціального опору на вольт-амперної характеристиці (ВАХ) зразка і відповідної рекомбинационной нестійкості струму обумовлено залежністю концентрації вільних електронів від напруженості електричного поля.
Вперше залежність швидкості захоплення електронів від енергії була досліджена при кімнатній температурі для нейтральних атомів нікелю і одноразово заряджених негативних іонів міді [16]. Було виявлено, що швидкість захоплення центрами Cu - збільшується із зростанням енергії електронів, відповідаючи не залежить від енергії електронів перетину захвату. Незважаючи на відштовхуючий заряд іонів міді Cu -, перетин захоплення на них було не набагато менше, ніж на атомах Ni 0. Передбачалося, що відносна неефективність кулонівського бар'єру обумовлена ??туннелированием електронів.
При дослідженні зразка Ge n-типу, що містить іони Au -, при 77 К було виявлено збільшення швидкості захоплення із...
