Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 9

Struktury na bazie ZnO do detekcji światła ultrafioletowego

10.15199/48.2016.09.10

nr katalogowy: 100498
10.15199/48.2016.09.10

W poniższej pracy, dwie struktury p-Si/n-ZnMgO zostały scharakteryzowane pod kątem zastosowania w detektorach światła ultrafioletowego (UV). Przeprowadzone zostały pomiary charakterystyk prądowo-napięciowych (I-V), fotoluminescencji (PL) oraz fotoodpowiedzi. Charakterystyki I-V zostały zmierzone w 310 K i pozwoliły stwierdzić, że obie struktury posiadają właściwości prostujące. Pomiary fotoluminescencji i fotoodpowiedzi zostały przeprowadzone w temperaturze pokojowej. Została przeprowadzona dokładna analiza widm fotoluminescencji, które w jednej z próbek ujawniły pasma emisyjne świadczące o obecności defektów. Pomiary fotoodpowiedzi również zostały szczegółowo przeanalizowane, podane zostały główne wady badanych struktur oraz rozwiązania, które mogą przyczynić się do udoskonalenia struktur. Abstract. In our paper, two p-Si/n-ZnMgO structures were characterized in terms of applicability in ultraviolet light detectors. A few measurement techniques have been applied: current-voltage (I-V) characteristics, photoluminescence (PL) and photoresponsivity measurements. I-V characteristics were measured at 310 K and allowed us to conlcude, that both of investigated structures have rectifying properties. Photoluminescence and photoresposivity measurements were performed at room temperature. The analysis of PL spectra exhibited emission bands corresponding to defects in one of studied samples. Photoresponsivity spectra were also thoroughly examined - the most important disadvantages of analysed structures were given together with possible solutions, which can be applied in order to obtain well-working UV detectors. (ZnO-based structures for ultraviolet detectors). Słowa kluczowe: ZnO, Si, heterostruktury, fotoodpowiedź, detektory, UV. Keywords: ZnO, Si, heterostructures, photoresponsivity, detectors, UV. Wstęp Detektory światła ultrafioletowego (UV) przyciągają duże zainteresowanie, głównie ze względu na mnogość zastosowań w różnych dziedzinach komer[...]

Bibliografia

[1] Sang L., Liao M., Sumiya M., A Comprehensive Review of Semiconductor Ultraviolet Photodetectors: From Thin Film to One-Dimensional Nanostructures, Sensors, vol. 13, (2013), 10482-10518
[2] Liu K., Sakurai M., Aono M., ZnO-Based Ultraviolet Photodetectors, Sensors, vol. 10, (2010), 8604-8634
[3] Omnès F., Monroy E., Muñoz E., Reverchon J.L., Wide bandgap UV photodetectors: A short review of devices and applications, Proc. SPIE, vol. 6473, (2007), 1-15
[4] Rogalski A., Razeghi M., Semiconductor ultraviolet photodetectors, Opto-Electr. Rev., vol. 4, (1996), 13-31
[5] Monroy E., Omnès F., Calle F., Wide-bandgap semiconductor ultraviolet photodetectors, Semicond. Sci. Technol., vol. 18, (2003), R33-R51
[6] Liao M., Sang L., Teraji T., Imura M., Alvarez J., Koide Y., 42 PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 9/2016 Comprehensive Investigation of Single Crystal Diamond Deep- Ultraviolet Detectors, Jpn. J. Appl. Phys., vol. 51, (2012), 090115
[7] Brown D.M., Edmond J.A., Silicon carbide photodiode with improved short wavelength response and very low leakage current, patent amerykański, US5394005 A, Luty 28, 1995
[8] Brown D.M., Downey E.T., Ghezzo M., Kretchmer J.W., Saia R.J., Liu Y.S., Edmond J.A., Gati G., Pimbley J.M., Schneider W.E., Silicon carbide UV photodiodes, IEEE Trans. Electron Devices, vol. 40, (2002), 325-333
[9] Edmond J.A., Carter C.H., Jr., High sensitivity ultraviolet radiation detector, patent amerykański, US5093576 A, Marzec 3, 1992
[10] Edmond J., Kong H., Suvorov A., Waltz D., and Carter C., Jr., 6H-Silicon Carbide Light Emitting Diodes and UV Photodiodes, Phys. stat. sol. (a), vol. 162, (1997), 481-491
[11] McKeag R.D., Chan S.S.M., Jackman R.B., Polycrystalline diamond photoconductive device with high UV‐visible discrimination, Appl. Phys. Lett., vol. 67, (1995), 2117-2119
[12] Whitfield M.D., Chan S.S.M., Jackman R.B., Thin film diamond photodiode for ultraviolet light detection, Appl. Phys. Lett. vol. 68, (1996), 290-292
[13] Werner M.R., Fahmer W.R., Review on Materials, Microsensors, Systems, and Devices for High-Temperature and Harsh-Environment Applications, IEEE Trans. Industrial Electron., vol. 48, (2001), 249-257
[14] Khan M.A., Shatalov M., Maruska H.P., Wang H.M., Kuokstis E., III-Nitride UV Devices, Jpn. J. Appl. Phys., vol. 44, (2005), 7191-7206
[15] Walker D., Saxler A., Kung P., Zhang X., Hamilton M., Diaz J., Razeghi M., Visible blind GaN p-i-n photodiodes, Appl. Phys. Lett., vol. 72, (1998), 3303-3305
[16] Sandvik P., Mi K., Shahedipour F., McClintock R., Yasan A., Kung P., Razeghi M., AlxGa1-xN for solar-blind UV detectors, J. Cryst. Growth, vol. 231, (2001), 366-370
[17] Razeghi M., III-Nitride Optoelectronic Devices: From Ultraviolet Toward Terahertz, IEEE Photon. J., vol. 3, (2011), 263-267
[18] Shi L., Nihtianov S., Comparative Study of Silicon-Based Ultraviolet Photodetectors, IEEE Sensors J., vol. 12, No. 7, (2012), 2453-2459
[19] Taurian O.E., Springborg M., Christensen N.E., Self-consistent electronic structures of MgO and SrO, Solid State Commun., vol. 55, (1985), 351-355
[20] Jin Y., Wang J., Sun B., Blakesley J.C., Greenham N.C., Solution-Processed Ultraviolet Photodetectors Based on Colloidal ZnO Nanoparticles, Nano Lett., vol. 8, (2008), 1649- 1653
[21] Liu Y., Gorla C.R., Liang S., Emanetoglu N., Lu Y., Shen H., Wraback M., Ultraviolet Detectors Based on Epitaxial ZnO Films Grown by MOCVD, J. Electron. Mater., vol. 29, (2000), 69-74
[22] Liang S., Sheng H., Liu Y., Huo Z., Lu Y., Shen H., ZnO Schottky ultraviolet photodetectors, J. Cryst. Growth, vol. 225, (2001), 110-113
[23] Pierret R.F., Semiconductor device fundamentals, Addison- Wesley, 1996
[24] Ye J.D., Gu S.L., Zhu S.M., Liu W., Liu S.M., Zhang R., Shi Y., Zheng Y.D., Electroluminescent and transport mechanisms of n-ZnO⁄p-Si heterojunctions, Appl. Phys. Lett., vol. 88, (2006), 182112
[25] Zhang T.C., Guo Y., Mei Z.X., Gu C.Z., Dua X.L., Visible-blind ultraviolet photodetector based on double heterojunction of n- ZnO/insulator-MgO/p-Si, Appl. Phys. Lett., vol. 94, (2009), 113508
[26] Chaabouni F., Abaab M., Rezig B., Characterization of n- ZnO/p-Si films grown by magnetron sputtering, Superlattices Microstruct., vol. 39, (2006), 171-178
[27] Li D., Leung Y.H., Djurisic A.B., Liu Z.T., Xie M.H., Shi S.L., Xu S.J., Chan W.K., Different origins of visible luminescence in nanostructures fabricated by the chemical and evaporation methods, Appl. Phys. Lett., vol. 85, (2004), 1601
[28] Djurisic A.B., Leung Y.H., Optical properties of ZnO nanostructures, Small, vol. 2, (2006), 944-961 wraz z zawartymi referencjami
[29] Placzek-Popko E., Paradowska K.M., Pietrzyk M.A., Gumienny Z., Biegański P., Kozanecki A., Deep traps and photo-electric properties of p-Si/MgO/n-Zn1-xMgxO heterojunction, J. Appl. Phys., vol. 118, (2015), 074501

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 100498 "Struktury na bazie ZnO do..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma