Вплив ступеню компенсації на детектуючі властивості кристалів Cd0.9Zn0.1Te, легованих індієм

V. M. Sklyarchuk, Z. I. Zakharuk, M. H. Kolisnyk, A. I. Rarenko, O. F. Sklyarchuk, P. M. Fochuk

Анотація


Досліджено електричні характеристики кристалів Cd0.9Zn0.1Te, легованих індієм (CZT:In) з концентрацією Со=3,5×1017 см-3, в процесі росту, які застосовуються у детекторах X/γ-випромінювання. Кристали CZT:In володіли слабко вираженим n-типом провідності та мали питомий опір (1¸2)×109 Ом·см при 293 К. На їх основі створено структури з омічними контактами In/CZT:In/In та структури Cr/CZT:In/In з діодом Шотткі. Проаналізовано та пояснено температурні залежності питомого опору в досліджуваному матеріалі. Визначено енергетичне положення глибокого рівня, відповідального за темнову електропровідність матеріалу. Завдяки дослідженню температурної залежності струмів обмежених просторовим зарядом (СОПЗ) та струмів омічної ділянки вольт-амперної характеристики (ВАХ), визначено ступінь компенсації кристалів CZT:In. Встановлено, що кращими детектуючими властивостями володіли структури Cr/CZT:In/In з діодом Шотткі, виготовлені на кристалах з меншим ступенем компенсації, ніж аналогічні структури, виготовлені на кристалах з більшим ступенем компенсації.


Ключові слова


Cd0.9Zn0.1Te:In, омічний контакт, струми СОПЗ, ступінь компенсації, контакт Шотткі

Посилання


Stefano Del Sordo, Leonardo Abbene, Ezio Caroli, Anna Maria Mancini, Andrea Zappettini and Pietro Ubertini, Review, Sensors 9, 3491 (2009) (https://doi.org/10.3390/s90503491).

A. Brambilla, P. Ouvrier-Buffet, G. Gonon, et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 60, 408 (2013) (DOI: 10.1109/TNS.2012.2226910).

Ruihua Nan, Tao Wang, Gang Xu, Man Zhu, Wanqi Jie, J. Cryst. Growth 451, 150 (2016) (https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.07.032).

R. Triboulet, P. Siffert, CdTe and related compounds: physics, defects, technology, hetero- and nanostructures and applications: physics, CdTe-based nanostructures, and semimagnetic semiconductors, defects. European Materials Research Society series. (Oxford: Elsevier, 2010) (https://searchworks.stanford.edu/view/8596311).

Alexandr A. Zakharchenko, Alexandr V Rybka, Vladimir E. Kutny, Anna I. Skrypnyk, Manap A. Khazhmuradov, Petro M. Fochuk, Aleksey E. Bolotnikov, and Ralph B. James, Proc. SPIE 8507, Hard X-Ray, Gamma-Ray, and Neutron Detector Physics XIV, 85071I (2012) (https://doi.org/10.1117/12.928567).

K. H. Kim, A. E. Bolotnikov, G. S. Camarda, at al., IEEE. Trans. Nucl. Sci. 59(4) (2012) (DOI: 10.1109/TNS.2012.2202917).

L. Davydov, P. Fochuk, A. Zakharchenko, A., Kutny, et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 62(4), 17779 (2015) (https://www.researchgate.net/publication/281058785_Improving_and_Characterizing_CdZnTe_Crystals_for_Detecting_Gamma-Ray_Radiation).

Pengfei Wang, Ruihua Nan and Zengyun Jian, J. of Semicond. 38(6), 062002-1 (2017) (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4926/38/6/062002).

Mark Amman, Julie S Lee, Paul N Luke, Henry Chen, et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 56(3), 795 (2009) (DOI: 10.1109/TNS.2008.2010402).

U. N. Roy, S. Weiler, Juergen Stein, Michael Groza, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A, Accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment 652(1), 162 (2011) (DOI: 10.1016/j.nima.2011.01.143).

U. N. Roy, A. Burger, R. B.J ames, J. Cryst. Growth, 379, 57 (2013) (https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2012.11.047).

S. M. Koohpayeh, Single crystal growth by the traveling solvent technique: A review. (PROG CRYST GROWTH CH., 2016).

P. Fochuk, Z. Zakharuk, Ye. Nykonyuk, I. Rarenko, M. Kolesnik, A. E. Bolotnikov, G. Yang, and R. B. James, IEEE Trans. Nucl. Sci. 63(3) 1839 (2016) (DOI: 10.1109/TNS.2016.2548425).

Boru Zhou, Wanqi Jie, Tao Wang, Liying Yin, J. Cryst. Growth 483 (2017) (DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.12.003).

S. I. Budzulyak, D. V. Korbutyak, L. A. Demchyna, V. M. Yermakov, N. D. Vakhnyak, I. M. Rarenko, Z. I. Zakharuk, M. H. Kolisnyk, P. M. Fochuk, S. H. Dremlyuzhenko, I. Z. Misevych, Sposib vyroshchuvannya monokrystaliv CdTe ta yoho tverdykh rozchyniv CdxZn1-xTe, CdxMn1-xTe, Patent №о 113185, Ukrayina, Byul. №24, Pod. zayavky 07.04.2014; opubl. 26.12.2016 (http://base.ukrpatent.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=230499).

S. G. Dremlyuzhenko, Z. I. Zakharuk, P. M. Fochuk, A. Y. Savchuk, Physics and Chemistry of Solid State, 8(4), 748 (2007).

Li Guoqiang, Jie Wanqi, Tao Wang and Zhi Gu, Semicond. Sci. Technol., 19(3) (2004) (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0268-1242/19/3/029).

T. Toshifumi T, S. Adachi, H. Nakanishi, K. Ohtsuka, Jpn. Appl. Phys. 32, 3496 (1993).

Jitendra Kumar Tripathi, S. S. Harilal, S. S. Harilal, Materials Research Express. 1(3), 035904 (2014) (DOI: 10.1088/2053-1591/1/3/035904).

M. Lampert and P. Mark, Inzhektsionnyye toki v tverdykh telakh [in rus.] (Mir, Moscow, 1973).

Xu Yadong, Jie Wanqi, Pall Sellin, Tao Wang, et al, J. of Phys. D: Appl. Phys. 42(3), 03505, 082002 (2009) (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4926/30/8/082002).

L. S. Dang, G. Neu, and R. Romestain, Solid State Commun. 44(8), 1187 (1982).

Prof. P. Ravindran, Carrier effective mass calculations (Computational Condensed Matter Physics, Spring, 2015) (http://folk.uio.no/ravi/cutn/ccmp/9-EffectiveMass1.pdf).

I. Turkevych, R. Grill, J. Franc, E. Belas, P. Höschl and P. Moravec, Semicond. Sci. Technol. 17, (10), 1064 (2002) (DOI: 10.1088/0268-1242/17/10/305).

V. V. Kozelkin, I. F. Usol’tsev, Osnovy infrakrasnoy tekhnyky (in rus.) (Mashynostroenye, Moscow, 1997).

R.H. Nan, W.Q. Jie, G.Q. Zha, J. Nucl. Instrum. Meth. A, 705, 32 (2013) (Doi:10.1016/j.nima.2012.12.081).

M. Zanichelli, A. Santi, M. Pavesi & A. Zappettini, J. Phys. D: J. Appl. Phys. 46(36), 365103 (2013) (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0022-3727/46/36/365103).


Повний текст: PDF (English) PDF
7 :: 20

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.