Электрическая поляризация низкоразмерных полупроводниковых систем : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Н. А. Поклонский

Abstract

Объект исследования — микрочастица из нелегированного кристаллического кремния, высокочастотный электрический конденсатора с рабочим веществом «изолятор – собственный кремний – изолятор» Цель работы — исследовать нелинейную поляризацию и низкочастотные колебания диска микронных размеров из собственного (нелегированного) кристаллического кремния во внешнем стационарном однородном электрическом поле плоского вакуумного конденсатора, а также развить теоретическую модель высокочастотного электрического конденсатора с рабочим веществом «диоксид кремния – собственный кремний – диоксид кремния». Методы исследования — численные расчеты и компьютерное моделирование, аналитические методы физики. В работе использовался аппарат классической электродинамики и статистической термодинамики. В результате выполнения НИР предложена аналитическая и численная модель низкочастотных колебаний диска субмиллиметрового диаметра и толщиной в несколько микрон из собственного (нелегированного) кристаллического кремния во внешнем стационарном однородном электрическом поле плоского вакуумного конденсатора. Показано, что для диска из i-Si толщиной 5 мкм, радиусом 150 мкм и массой 0.82 мкг частота колебаний при напряженности поля 100 В/см равна 1.3, 4.3 и 14.7 Гц для температур 300, 400 и 500 К соответственно. Предложена теоретическая модель высокочастотного электрического конденсатора с рабочим веществом «диоксид кремния – собственный кремний – диоксид кремния». Показано, что с увеличением напряжения на электродах конденсатора действительная часть емкости монотонно увеличивается, а мнимая часть отрицательна и немонотонно зависит от напряжения на частоте измерительного сигнала 1 МГц при температуре 300 К. Установлено, что с увеличением частоты измерительного сигнала минимум модуля угла сдвига фаз сдвигается в сторону больших напряжений, а при увеличении температуры до 400 К на частоте 1 МГц выходит на постоянное значение.