Cercetarea dependenţelor de temperatură ale conductivităţii electrice a straturilor subţiri policristaline de ZnSxSe1-x
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
516 0
SM ISO690:2012
POPA, Mihail. Cercetarea dependenţelor de temperatură ale conductivităţii electrice a straturilor subţiri policristaline de ZnSxSe1-x. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe ale naturii şi exacte, 10-11 noiembrie 2015, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2015, R, SNE, pp. 148-150.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNE, 2015
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 10-11 noiembrie 2015

Cercetarea dependenţelor de temperatură ale conductivităţii electrice a straturilor subţiri policristaline de ZnSxSe1-x


Pag. 148-150

Popa Mihail
 
Universitatea de Stat „Alecu Russo” din Bălţi
 
 
Disponibil în IBN: 11 noiembrie 2019


Rezumat

Studiul influenţei temperaturii asupra conductivităţii electrice a straturilor subţiri semiconductoare oferă informaţii nu numai asupra mecanismelor de conducţie care acţionează în straturile respective, dar poate pune în evidenţă şi eventualele modificări de structură care pot avea loc în strat în procesul încălzirii acestora. Pentru straturile subţiri de tip ZnSxSe1-x, dependenţa de temperatură a conductivităţii electrice a fost studiată în timpul unor tratamente termice, constând din o serie de încâlziri şi răciri succesive (cu rata de temperatură 6K/min) efectuate în domeniul de temperaturi 300-500K. În lucrare se studiază dependenţele ln = f(103 /T) pentru straturi subţiri policristaline de ZnSxSe1-x (d = 0,15-0,99m), preparate prin metoda evaporării în vid, pe suporturi neîncălzite de sticlă (Tsup = 300K), cu rata de depunere rd = 1,3-1,6nm. În timpul primei încălziri are loc o creştere accentuată a conductivităţii electrice, iar spre sfârşit creşterea lui  se mai diminuează, ca la final să rămână o valoare constantă. În timpul primei răciri, cât şi în următorul ciclu de încălzire-răcire, curbele devin reversibile şi prezintă două porţiuni distincte: ― prima porţiune, situată în domeniul temperaturilor mici, în care se presupune că straturile prezintă o conducţie extrinsecă; ― a doua porţiune, în care se consideră conducţia intrinsecă, situată în domeniul temperaturilor ridicate. În Fig.1 sunt reprezentate dependenţele de tip ln = f(103 /T) (II încălzire) pentru toate straturile cu valorile x = 0; 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0. Se observă că odată cu creşterea lui x conductivitatea se deplasează în domeniul valorilor mai mici, iar panta acestor dependenţe creşte. Din pantele curbelor ln = f(103 /T) în domeniul conducţiei intrinseci şi extrinseci, folosind relaţia [ ] - σ - σ Δ = 2 3 1 3 2 1 T 10 T 10 ln ln E 0,1725 , eV (1) poate fi determinată energia de activare termică. 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 x=0,8 x=0,6 x=0,5 x=0,4 x=0,2 x=0 ln[(m-1)] 1000/T(K-1) x=1,0 ZnSxSe1-x Fig. Dependenţa de tip lnσ = 103 /T (II încălzire) pentru straturile de ZnSxSe1-x În domeniul conducţiei intrinseci (Fig.) au fost determinate valorile E1, care în domeniul de temperaturi T > 300K, în funcţie de x variază de la 0,43 eV (pentru x = 0) până la 1,89 eV (pentru x = 1) (Tab). Aceste valori sunt în bună concordanţă cu cele găsite şi de alti autori [1-4]. Tabel Valorile energiei de activare termică pentru straturile de ZnSxSe1-x x 0 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 ΔE1, eV 0,43 0,57 0,74 1,05 1,34 1,62 1,89 ΔE2, eV 0,13 0,18 0,24 0,30 0,34 0,39 0,43 Prezenţa porţiunii determinate de conducţia extrinsecă în dependenţele ln = f(103 /T) ne conduce la ideea că în straturile studiate sunt prezente nivele energetice adiţionale localizate adânc în interiorul benzii interzise. În cristalele de ZnSe, defectele native sunt atomii interstiţiali de zinc (Zni) şi vacanţele de seleniu (VSe). Nivelele donore, Zni, sunt situate mai jos de minimul benzii de conducţie (Ed = 0,90eV) [5], iar nivelele acceptoare, VSe, sunt localizate mai sus de marginea superioară a benzii de valenţă (Ea = 0,01eV) [6, 7]. În domeniul de temperaturi (kBT = 0,026-0,043eV) impurităţile puţin adânci (donorii şi acceptorii) sunt ionizate termic [6, 7] şi nivelul Fermi este situat aproape de mijlocul benzii interzise. Din pantele curbelor ln = f(103 /T), în domeniul conducţiei extrinseci (Fig.1) au fost determinate valorile energiei de activare termică, E2, care variază între 0,13 eV şi 0,43 eV, în domeniul de temperaturi T < 300K (Tab). Probabil, aceste valori pot fi atribuite unor complexe defect-impuritate de tip Zni – VSe [5]. Valorile foarte mici ale energiei de activare termică E2, obţinute la temperaturi mici, indică că saltul purtătorilor de sarcină din stările localizate în interiorul şi exteriorul gropii Coulomb poate fi mecanismul de transport dominant din aceste straturi, iar conducţia poate fi explicată pe baza modelelor Efros-Shklovskii şi Mott pentru transportul în salt în straturile subţiri cu rezistenţă mare la temperaturi mici [8].