Please use this identifier to cite or link to this item:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/271999
Title: | Low-frequency admittance of capacitor with working substance “insulator–partially disordered semiconductor–insulator” |
Other Titles: | Низкочастотный адмиттанс конденсатора с рабочим веществом «изолятор – частично разупорядоченный полупроводник – изолятор» / Н. А. Поклонский, И. И. Аникеев, С. А. Вырко |
Authors: | Poklonski, N. A. Anikeev, I. I. Vyrko, S. A. |
Keywords: | ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика |
Issue Date: | 2021 |
Publisher: | Белорусский национальный технический университет |
Citation: | Devices and Methods of Measurements. – 2021. – Vol. 12, № 3. – P. 202–210 |
Abstract: | The study of the electrophysical characteristics of crystalline semiconductors with structural defects is of practical interest in the development of radiation-resistant varactors. The capacitance-voltage characteristics of a disordered semiconductor can be used to determine the concentration of point defects in its crystal matrix. The purpose of this work is to calculate the low-frequency admittance of a capacitor with the working substance “insulator–crystalline semiconductor with point t-defects in charge states (−1), (0) and (+1)–insulator”. A layer of a partially disordered semiconductor with a thickness of 150 μm is separated from the metal plates of the capacitor by insulating layers of polyimide with a thickness of 3 μm. The partially disordered semiconductor of the working substance of the capacitor can be, for example, a highly defective crystalline silicon containing point t-defects randomly (Poissonian) distributed over the crystal in charge states (−1), (0), and (+1), between which single electrons migrate in a hopping manner. It is assumed that the electron hops occur only from t-defects in the charge state (−1) to t-defects in the charge state (0) and from t-defects in the charge state (0) to t-defects in the charge state (+1). In this work, for the first time, the averaging of the hopping diffusion coefficients over all probable electron hopping lengths via t-defects in the charge states (−1), (0) and (0), (+1) in the covalent crystal matrix was carried out. For such an element, the low-frequency admittance and phase shift angle between current and voltage as the functions on the voltage applied to the capacitor electrodes were calculated at the t-defect concentration of 3∙10^19 cm^−3 for temperatures of 250, 300, and 350 K and at temperature of 300 K for the t-defect concentrations of 1∙10^19, 3∙10^19, and 1∙10^20 cm^−3. |
Abstract (in another language): | Исследование электрофизических характеристик кристаллических полупроводников с дефектами структуры представляет практический интерес при создании радиационно-стойких варакторов. По вольт-фарадным характеристикам разупорядоченного полупроводника можно определять концентрацию точечных дефектов в его кристаллической матрице. Цель работы – рассчитать низкочастотный адмиттанс конденсатора с рабочим веществом «изолятор – кристаллический полупроводник с точечными t-дефектами в зарядовых состояниях (−1), (0) и (+1) – изолятор». Слой частично разупорядоченного полупроводника толщиной 150 мкм отделен от металлических обкладок конденсатора диэлектрическими прослойками из полиимида толщиной 3 мкм. Частично разупорядоченный полупроводник рабочего вещества конденсатора представляет собой, например, сильнодефектный кристаллический кремний, содержащий точечные t-дефекты, случайно (пуассоновски) распределенные по кристаллу, в зарядовых состояниях (−1), (0) и (+1) между которыми прыжковым образом мигрируют одиночные электроны. Считается, что прыжки электронов происходят только с t-дефектов в зарядовом состоянии (−1) на t-дефекты в зарядовом состоянии (0) и с t-дефектов в зарядовом состоянии (0) на t-дефекты в зарядовом состоянии (+1). В работе впервые проведено усреднение коэффициентов прыжковой диффузии по всем вероятным длинам прыжка электрона между t-дефектами в зарядовых состояниях (−1), (0) и (0), (+1) в ковалентной кристаллической матрице. Для такого элемента рассчитаны низкочастотный адмиттанс и угол сдвига фаз между током и напряжением в зависимости от приложенного на электроды конденсатора напряжения при концентрации t-дефектов 3∙10^19 см^−3 для температур 250, 300 и 350 К и при температуре 300 К для концентраций t-дефектов 1∙10^19, 3∙10^19 и 1∙10^20 см^−3. |
URI: | https://elib.bsu.by/handle/123456789/271999 |
ISSN: | 2414-0473 |
DOI: | 10.21122/2220-9506-2021-12-3-202-210 |
Sponsorship: | The work was supported by the Belarusian National Research Program “Materials Science, New Materials and Technologies” and by the European Union Framework Programme for Research and Innovation Horizon 2020 (grant No. H2020-MSCA-RISE-2019-871284 SSHARE). [Работа выполнена при поддержке Государственной программы научных исследований Республики Беларусь «Материаловедение, новые материалы и технологии», а также рамочной программы Европейского союза по развитию научных исследований и технологий Horizon 2020 (грант № H2020-MSCA-RISE-2019-871284 SSHARE).] |
Licence: | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Appears in Collections: | Кафедра физики полупроводников и наноэлектроники (статьи) |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
DMM202-210.pdf | 525,21 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.