Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0824U003484, Дисертація доктора філософії На здобуття Доктор філософії Дата захисту 13-02-2025 Статус Наказ про видачу диплома Назва роботи Вплив поляризаційних полів на електричні та оптичні властивості гетероструктур ІІІ-нітридів Здобувач Калюжний Владислав Віталійович, Керівник Бєляєв Oлександр Євгенович Опонент Порошин Володимир Миколайович Опонент Кондратенко Сергій Вікторович Рецензент Кухтарук Сергій Миколайович Рецензент Кудрик Ярослав Ярославович Опис Пристрої на основі III-нітридів мають значне поширення у напівпровідниковій техніці. Основними сферами застосування є напівпровідникова оптика (діапазон ультрафіолетового-синього світла), силова електроніка (транзистори з високою рухливістю електронів), високочастотна електроніка (діоди Ганна). Дослідники відкривають нові можливості застосування в інших сферах напівпровідникової техніки. Наприклад, одновимірні структури – нанодроти, можуть застосовуватися як сенсори газів, хімічних сполук у розчинах, та навіть у біосенсориці. Також проводяться роботи по побудові логіці на основі GaN (PMOS, NMOS). Зацікавленість в ІІІ-нітридах полягає у їх відмінних електричних, механічних та теплових властивостях. Основний ІІІ-нітрид, GaN, є прямозонним та Широкощільовим (E_g~3.46 еВ) напівпровідником із високою теплопровідністю та є хімічно стійким. Нітрид галію є полярним напівпровідником, а тому гетероструктури на його основі мають важливі механічні властивості, наприклад, для створення транзисторів з високою рухливістю електронів, де основним каналом провідності є двовимірний електронний газ у квантовій ямі, утвореної перерозподілом поляризаційних зарядів на межі інтерфейсу AlGaN/GaN. Також механічні властивості дозволяють виробництво датчиків механічних напружень. Гетероперехід InGaN/GaN застосовується для виготовлення синіх світлодіодів із високою ефективністю. Вирощуванню структур на основі III-нітридів властиві високі температури та тиски. Основними методами є HVPE, MOCVD, що дає кращу якість структур, та епітаксія молекулярним пучком (MBE) для вирощування тонких шарів із малою кількістю домішок та дефектів. Основною проблемою є ненавмисне легування структур атомами Si, O, C, що зазвичай проявляють себе як донори у структурах, особливо при вирощуванні шарів із вмістом Al. Крім внесення додаткової n-провідності, присутність атомів Si погіршує механічні властивості кристалу. Для досягнення необхідних властивостей структур зазвичай використовують додаткові бар'єрні шари з AlN або ізоляційні шари із компенсованого GaN. Попри раннє поширення у напівпровідниковій техніці, електричні, оптичні та механічні властивості III-нітридів все ще широко досліджуються. Наприклад, вплив механічного навантаження на електричні властивості структур не було широко досліджено, хоча у деяких роботах показано можливість використання структур на основі GaN як аксіальних датчиків деформації. Властивості структур можуть значно відрізнятися, оскільки ІІІ-нітридам властива висока концентрація дефектів та домішок. У дослідженнях високочастотних властивостей GaN показано значні відмінності в електричних властивостях на відміну від тих, що отримані у низькочастотних експериментах. Нещодавні дослідження гетероструктур методами високочастотної спектроскопії показали відхилення від загальноприйнятої моделі Друде-Лоренца для високочастотної провідності. Результати методів терагерцової спектроскопії показують, що червоне зміщення резонансної частоти плазмонів є більшим порівняно з вищезгаданою моделлю для температур понад 150 К, хоча методи фотолюмінесценції не показали суттєвих відхилень від відомих даних. В останніх роботах це відхилення пояснюють збільшенням ефективної маси електрона. Метою дисертаційної роботи є багатостороннє дослідження електричних та оптичних властивостей низьковимірних гетероструктур III-нітридів під зовнішнім впливом поляризаційних полів: сильне електричні поля, динамічне навантаження, фотозбудження, та вплив терагерцового випромінювання. У дослідженнях, проведених у рамках дисертаційної роботи, було отримано такі наукові результати: Були встановлені фактори, що впливають на термометрію гетерострутур GaN/AlGaN методом мікрораманівської спектроскопії, та враховано вплив додаткових механічних напружень, що виникають при сильних електричних полях, методом рентгеноструктурного аналізу. Було узгоджено результати електричного та оптичних методів для полів до 7 кВ/см. Виявлено, що динамічне навантаження, прикладене до гетероструктури GaN/AlGaN із двовимірним електронним газом, спричиняє зміну у транспортних характеристиках. З досліджень амплітудних характеристик та змін структури під впливом деформації було вперше проведено оцінку енергії збудження носіїв заряду. Було запропоновано модель глибоких донорних центрів (DX-центр) для опису впливу динамічної деформації. Встановлено, що динамічне навантаження також спричиняє зміну електричних характеристик каналу провідності у нанодротах на основі гетеропереходу AlGaN/GaN. Виявлено, що характер змін має характеристику, подібну до впливу УФ випромінювання, із наявністю стійкої провідності, а відносна зміна провідно Дата реєстрації 2024-12-09 Додано в НРАТ 2024-12-09 Закрити