где − собственная фотопроводимость, которая пропорциональна общему числу ННЗ в плёнке; - магнито-диффузионная составляющая [28], связанная с диффузией неоднородно распределённых по толщине образца неравновесных электронов.
При отсутствии тянущего поля (Ex=0) напряжение совпадает с напряжением ФМЭ: . В работе [27] приведены аналитические выражения для и , которые имеют следующий вид:
, (13)
. (14)
Компоненты (13) и (14), в которых − профиль концентрации неравновесных электронов в центральной однородной по х области плёнки, при постоянной температуре (Т = 77 К), изменяются в стационарных полях и зависят от геометрических размеров плёнки: w, с и d (см. Рис. 1); от темнового сопротивления R0 (для р-КРТ, т.к. ), от параметров падающего на плёнку излучения: ; от параметров основных носителей заряда: и ; от параметров неосновных носителей заряда: и К; а также от , и .
При подстановке в выражения (13) и (14) , , и К, определённые ранее описанными методами, геометрических размеров: w, d, с и вычисленного значения , ФП в геометрии Фойгта и ФМЭ будут зависеть только от , , , и .
Подгонка теоретических выражений (13) и (14) для ФП в геометрии Фойгта и ФМЭ под экспериментальные данные выполнялась методом наименьших квадратов с минимизацией функции , которая имеет вид:
, (15)
где , , и − теоретические и экспериментальные значения ФМЭ или ФП при индукции магнитного поля Bi, и − наибольшие теоретические и экспериментальные значения ФМЭ или ФП. Отношение сигналов используется для того, чтобы исключить и , которые точно не известны. Такой приём используется при измерении фотоэлектромагнитных эффектов [29]. Подгонка осуществлялась методом наименьших квадратов с использованием методов многомерного поиска, а именно, способа случайного поиска в сочетании со способом Хука-Дживса [9].
Точность полученных значений времени жизни неосновных электронов и скоростей поверхностной рекомбинации можно оценить по статистическому разбросу в полученных данных по результатам многочисленных (сто и более) подгонок с вычислением среднего значения и доверительного интервала. Из соответствия теоретических выражений (13), (14) и экспериментальных данных были определены рекомбинационно-диффузионные параметры структуры: S1эфф = (37±7) м/с, S2эфф = (38±7) м/с, tn = (11±1) нс [27].
Закдючение
В работе для эпитаксиальных плёнок МЛЭ p-КРТ c x ≈ 0,2 при азотных температурах предложен фотоэлектромагнитный комплекс методов диагностики рекомбинационно-диффузионных параметров носителей заряда, таких, как: μn, τn, τp, K, S1*, S2*, Cn, Cp, Nt и Et. Комплекс включает такие методы, как «спектр подвижности» в сочетании с так называемой многозонной подгонкой, ФП для геометрий Фарадея и Фойгта, а также ФМЭ.
Методом «спектра подвижности» в сочетании с так называемой многозонной подгонкой определялись с погрешностью не более ±15% подвижность μp и концентрация p основных носителей заряда. Из анализа ФП в геометрии Фарадея были определены μn и K; оценены Cn и Cp, Nt и Et. Относительная погрешность определения μn и K для температур до 100 К составила 2% и 17%, соответственно.
Методом ФП в геометрии Фойгта и ФМЭ были определены τn, S1* и S2* с погрешностью 10% и 20%, соответственно.
Литература
1. Рогальский А. Инфракрасные детекторы/ Пер. с англ. – Новосибирск.: Наука, 2003. 636 с.
2. Костюченко В.Я. Влияние стационарных скрещенных электрических и магнитных полей на фотогенерированные носители заряда в эпитаксиальных плёнках кадмий-ртуть-теллур p-типа (Обзор)// Вестник НГУ. Серия: Физика. 2010. Т. 5. вып. 1. С. 66-81.
3. Протасов Д.Ю., Костюченко В.Я. Эффективные темп оптической генерации и скорости поверхностной рекомбинации носителей заряда в варизонных плёночных фотоприёмных структурах р-КРТ МЛЭ // Автометрия. 2009. Т. 45, вып. 4. С. 103−108.
4. Госсорг Ж. Инфракрасная термография. Основы, техника, применение//Пер. с франц. М.: Мир, 1988. 416 с.
5. Beck W.A., Anderson J.R. Determination of electrical transport properties using a novel magnetic field-dependent Hall technique// J. Appl. Phys. 1987. Vol. 62. P. 541 - 554.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.