8Uchinchi renessans yosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
KREMNIY ASOSIDAGI GIBRID STRUKTURALARDA LATERAL
FOTOELEKTRIK EFFEKT
R.M.Usanov, U.A.Ashirov, A.D.Nurimov, T.S.Sharofova, Sh.M.Davurov
Samarqand davlat universiteti. usanov.rustam1989@gmail .com, a.d.nurimov@gmail .com
O'zbekiston.
Umuman olganda, metal oksid yarimo'tkazgich (MOYA) strukturali getero o'tish yoritilganda o'tishning ikki tomonida (ko'ndalang) fotokuchlanish hosil bo'lishi hammaga ma'lum va mashhur. Agarp-n o'tish nonuniform yortilsa o'tishga parallel yo'nalishda ham fotokuchlanish hosil bo'ladi. Bu hodisa dastlab 1930-yilda Balter Shotki tomonidan kashf qilingan [1] bo'lsada, 1957-yil Vallmark tomonidan p-n o'tishli strukturalarda Lateral fotoelektrik effektning kuzatilishi batafsil tushintirib berilgan [2]. Shundan so'ng geterostrukturalar [3], Shotki o'tishli strukutralar, organik yarimo'tkazgich polimerlar, perovskite materillar 2D elektron sistemalarda ham LPE o'rganilgan [4]. Ushbu tezisda biz Co/SiO2/Si<P> va Co/SiO2/Si<P,Zn> geterostrukturalarda nobirjinsli yoritilish natijasida o'tishga parallel bo'lgan lateral fotokuchlanish (LFE) ning yuqori LFE ga yega bo'lgan struktura haqida so'z yuritilgan. Tajribalar shuni ko'rsatmoqdaki LFE kuchlanishi qiymati MOYA tuzilmaning yarimo'tkazgich sohasidan lazer nuri yordamida nonuniform yoritilib o'lchanganda kamroq, metal sohadan yoritilib o'lchanganda yesa kattaroq qiymatga erishadi.
Biz taglik sifatida ikki xil yarimo'tkazgichni tanlab oldik, bular 1) Solishtirma qarshiligi 1 Qcm bo'lgan Si<P> kremniy taglik va 2) Si<P> namunasiga 1150 0S da Zn atomlarini vakuum darajasi 5*10-4 mm.sim.ust.ga teng bo'lgan kvars ampulada diffuziya qilish orqali solishtirma qarshiligi 100 Qcm bo'lgan Si<P,Zn> tagligi. Tanlab olingan ikkala taglikni ham dastlab mavjud bo'lgan iflosliklar, yog'larni yo'q qilish uchun quyidagicha usulda kimyoviy tozalash ishlari olib borildi. NH3 (azot kislotasi ) : HF (ftorit kislota ) : C2H4O2 (sirka kislotasi) 3:1:9 nisbatdagi aralashmasida 30-40 °C haroratda 5 - 10 minut davomida ushlab turildi va distillangan suvda yuvildi. Shunday qilib, ustiga yupqa qatlam hosil qilish mumkin bo'lgan Si tagliklar tayyor qilindi. Oksid qatlam xosil qilish uchun distillangan H2O (suv) : H2O2 (vodorod peroksid) : NH4OH (ammiak) 1:1:1 nisbatdagi aralashmasida, xona temperaturasida 15 s davomida ushlab turildi, so'ngra distillangan suvda yuvildi.
May 15, 2024
221
Uchinchi renessansyosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current
ChaLes.hnnoeon.andPru.en
Metal qatlam hosil qilish uchun esa Co tanlab olinib, VUP-5 qurilmasida bosim 10-4 mm.sim.ust. sharoitida electron-nurli bug'latish usuli yordamida ~10 nm qalinlikdagi yupqa qatlam hosil qilindi. Bu yupqa qatlam qalinligini emperik hisoblash quyidagi formula orqali olib borildi:
msinO 4nr2p
^-bug'latilgan metal massasi, r-taglik va metal nishon orasidagi masofa, p-metall zichligi, 0-taglik va metal nishon orasidagi burchak.
Shunday qilib biz ikki xil gibrid struktura Co/SiÜ2/Si<P> va Co/SiÜ2/Si<P,Zn> hosil qilidik.
Rasm 1. Ikki xil taglikka yega bo'lgan geterostrukturalar tuzilishi a)Co/SiO2/Si<P> b) Co/SiO2/Si<P,Zn>
Kobalt metal qatlami sirtiga nuqtaviy omik kontaktlar kumush pastasi yordamida hosil qilngan (1 rasm). Elektrodlar mis simlar yordamida hosil qilinib, kuchlanish o'ta sezgir voltmeter yordamida o'lchandi. Lazerni kichik qadam bilan 10 |iin aniqlikda harakatlanuvchi sistemaga qotirilgan va shu sistema yordamida lazer nurining kichik siljishlari amalga oshirildi. 532 nm li lazer yorug' nuqtasining o'lchami va quvvati mos ravishda ~0.5 mm va 20 mW ga teng.
Lazer nuri metal va oksid qatlamning qalinligi juda yupqa bo'lgani uchun ulardan o'tib kremniyda elektron-kovak juftligini hosil qiladi. Hosil bo'lgan fotoelektronlarning oksid qatlam bo'ylab tunnellashuvi hisobiga lateral fotoelektrik effekt (LFE) kuzatiladi, bunda yarimo'tkazgichning yuqori sohasida zaryad tashuvchilarga boy bo'lgan invers qatlam paydo bo'ladi va qatlamdagi zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi yarim o'tkazgichning qarshiligiga bo'liq ravishda o'zgaradi, natijada
May15,2024
222
Uchinchi renessans yosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
yesa bu LFEning qiymatiga ta'sir ko'rsatadi2-rasmda Co/SiO2/Si<P> va Co/SiO2/Si<P,Zn> strukturali geterotuzilmalarda kuzatilgan LFE effect natijalari keltirilgan. Ushbu MOYA strukturalarda mos ravishda Co/SiO2/Si<P> va Co/SiO2/Si<P,Zn> struktura uchun LFE ning eng katta qiymati 2.8 mV va 11.2 mV ga teng bo'lgan. Kremniy taglikka nisbatan MOYA strukturalarda lateral fotokuchlanish juda katta bo'lar ekan. Bunga sabab MOYA strukturalarda fotoelektronlarning metal sirtiga tunellashib o'tishi va unda qayta rekombinatsiyalanish ehtimoliyati past ekanligidan tushintirsh mumkin. Grafikdan ko'rish mumkinki Co/SiO2/Si<P,Zn> strukturada kattaroq LFE kuzatilgan. Metal va oksid qatlamining qalinligi bir xilligidan bu farq faqatgina Si taglikning hisobiga ekanligini xulosa qilish mumkin. Ya'ni Zn bilan diffuziya qilingan kremniy taglikda solishtirma qarshilik oshadi va yorug'likka sezgirligi oshadi. Lazer nuri bilan yoritilgan sohada hosil bo'layotgan electron-kovak juftligining konsentratsiyasi oshadi, elektronlarning metal qatlamga o'tish ehtimoliyati ham oshadi. Bundan ko'rinadiki LFEning qiymati albatta taglikning solishtirma qarshiligiga bo'g'liq bo'lib solishtirma qarshilik oshishi bilan LFEning qiymati ham oshar ekan.
REFERENCES
1. Schottky, W. Ueber den entstehungsort der photoelektronen in kupfer-kupferoxydulphotozellen Phys. Z. 1930, 31, 913.
2. Wallmark, J.T. A new semiconductor photocell using lateral photoeffect. Proc. IRE 1957, 45 474-483.
3. Tabatabaie, N.; Meynadier, M.H.; Nahory, R.E.; Harbison, J.P.; Florez, L.T. Large lateral photovoltaic effect in modulation-doped AlGaAs/GaAs heterostructures. Appl. Phys. Lett. 1989, 55, 792
4. Chongqi Yu and Hui Wang. Large Lateral Photovoltaic Effect in Metal-Oxide-Semiconductor Structures. Sensors 2010, 10, 10155-10180; https://doi.org/10.3390/s101110155
223
May 15, 2024
