СОЗДАНИЕ ФОТОПРИЕМНИКОВ СОЛНЕЧНОГО УФ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 53

Пашикова Т.Д.

преподаватель кафедры общей физики Туркменский государственный университет им. Махтумкули (г. Ашхабад, Туркменистан)

Хайиткулиев С.

преподаватель кафедры общей физики Туркменский государственный университет им. Махтумкули (г. Ашхабад, Туркменистан)

СОЗДАНИЕ ФОТОПРИЕМНИКОВ СОЛНЕЧНОГО УФ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Аннотация: разработаны высокоэффективные фотоприемники (ФП) видимого и УФ излучения на основе Аи-окисел (Ga2O3(Fe))-n-GaAs0.6P0.4 наноструктур. Использование фильтра УФС-2 вместо сапфирового окна, в стандартном корпусе существенно смещает максимум спектра фоточувствительности коротковолновой УФ области (Ъ\т—3,65 эВ). Такой фотоприемник чувствителен только к УФ излучению экологического диапазона (Иу=3,1-4,43 еУ).

Ключевые слова: УФ фотоприемники, МДП-структура, фоточувствительность, УФС-2 фильтр, экологические исследования.

Широкозонное бинарное соединение оксид галлия Са203 вызывает большой интерес в качестве нового материала для микро - и наноэлектроники и уже используется в ультрафиолетовой (УФ) нанофотоэлектронике. В последнее время усилился интерес к полупроводниковым фотоприемникам (ФП) ультрафиолетового (УФ) диапазона спектра [1-2]. Наиболее преспективными приборами в этом спектральном диапазоне являются ФП на основе структур

металл (М) - полупроводник (П) с тонким окисным слоем (ОС) между полупроводником и металлом.

Настоящая работа посвящена исследованиям фоточувствительности (ФЧ) Аи — Са203(Ре) — п — GaAs0|6PQ|4 наноструктур в области энергии фотонов Ну = 1,5 — 6,1 еУ с целью создания фотоприемников УФ излучения, а также определения ширины запрещенной зоны оксида Са203 (Едох), легированного железом Ре, и выяснению его влияния на спектр фототока барьеров Шоттки. Для изготовления Фотоприемников на основе п — GaAs0,6P)),4 использовалась технология, аналогичная описанной в [2]. После химического травления смесью Вг2(4%) + С2Н5ОН(96%) с последующей промывкой в этаноле, поверхность п — GaAs0J6P))J4 обрабатывалась этаноловым раствором бромида железа (РеВг2 • 6Н20). Присутствие железа (Ре) в оксидном слое Са203(Ре) было установлено с помощью растрового микроскопа и фотоэлектрическим методом. Основные результаты проиллюстрированы на рис.1. а,б,в. В УФ области спектра обнаружены новые закономерности. В интервале 3,2 — 4,2 еУ имеется участок практически постоянной ФЧ (« 0,15 — 0,18 А/Вт). На интервале 4,2 — 5,1 еУ с увеличением Ну ФЧ уменьшается и при Ну = 5,1 еУ наблюдается минимум ФЧ. На интервале 5,1 — 6,1 еУ опять происходить рост ФЧ с увеличением Ну. При освещении Ну > 5 еУ в GaAs0,6P)),4 МПД наноструктуре начинается процесс лавинного умножения носителей заряда и слой диэлектрика участвует в создании дополнительного фототока.

Рисунок 1. Схема исследуемой наноструктуры Au-Ga2O3(Fe)-n-GaAs0.6P0.4 (а) и ее спектральные характеристики (б), определение фотоэлектрическим методом ширины запрещенной зоны (Egox) оксидного слоя Ga2O3(Fe), сформированного на GaAs0.6P0.4 -полупроводнике (в).

Зависимость фототока в интервале 5,1 — 6,1 еУ оказалась

экспоненциальной. Это позволяет по методике, описанной в [1], определить Едох оксида Са203(Ре), образованного на поверхности GaAs0J6P0J4 (рис.1.в). Таким образом, образование на поверхности п — GaAs0J6P0J4 нанооксидного слоя железа ва203 (Ре), создает в наноструктуре Аи — Ga2 0з(Fe) — п — GaAsoJ6Po,4 специфические свойства, имеющие важное научно -практическое значение (рис.1. б).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Д. Мелебаев. НАНОТЕХНИКА, инженерный журнал, №2(38), С.106-109 (2014).

2. Д. Мелебаев. Тр. Совещания "Актуальные проблемы полупроводников фотоэлектроники "ФОТОНИКА-2015"" Новосибирск, С.128 (2015).

Pashikova T.D.

Magtymguly Turkmen State University (Ashgabat, Turkmenistan)

Hayitkuliyev S.

Magtymguly Turkmen State University (Ashgabat, Turkmenistan)

CREATION OF PHOTODETECTORS OF SOLAR UV RADIATION FOR ECOLOGICAL INVESTIGATIONS

Abstract: highly efficient photodetectors of the visible and UV radiation were developed on the basis of Au-oxide (Ga2O3(Fe))-n-GaAs0.6P0.4 nanostructures. Using filter УФС-2 (ultraviolet glass) filter instead of the sapphire window in the standard case essentially shifts the spectrum maximum of photosensitivity shortwave UV region (hvm—3,65 eV). This detector is sensitive only to the UV radiation of ecological range (hv=3,1-4,43 eV).

Keywords: UV photodetectors, MDS-structure, photosensitivity, filter, environmental study.