CC BY
0
УДК 51
Оразова Г.Б.
Преподаватель Джумаханова М.Г.
Преподаватель Бабаева Ш.Б.
Преподаватель Вельмырадова Г.
Преподаватель
Туркменского государственного университета имени Махтумкули ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФОТОДЕТЕКТОРОВ AU-N-GAP-N+-GAP
Солнце является основным источником неиссякаемой энергии, обеспечивающей свет и тепло жизни на Земле. Лучи с длиной волны Л=280-3000 нм достигают Земли от Солнца. Среди этих лучей лучи с Л=280-400 нм относятся к экологическому диапазону солнечных УМ-лучей (ED). По современным данным, до Земли достигают ультрафиолетовые (Л=280-400нм) лучи Солнца от ЭД, имеющие корпускулярный (фотонный) характер с высокой энергией квантов hv=3,1-4,42 эВ. В зависимости от длины волны (Л) и интенсивности (Р) эти лучи могут оказывать благотворное и вредное воздействие на флору и фауну, а также на организм человека. Большое значение имеет изучение влияния УМ-лучей с длиной волны 280-400 нм при ЭД на организм человека.
Измерение интенсивности и дозы фотобиологически и фотохимически активных УМ-лучей Л=280-400 нм, приходящих от Солнца к поверхности, высокочувствительными полупроводниковыми фотодетекторами является важным научно-практическим вопросом биологии и медицины для получения точной информации об изменениях озоновый слой атмосферы имеет широкие возможности для разрешения. Измерение интенсивности и дозы УМ-лучей Солнца Л=280-400 нм ^=3,1-4,42 эВ), необходимых для жизни на Земле, приводит к большим трудностям. Для их точной и быстрой регистрации необходимо создать фотодетекторы на новом принципе с высокой квантовой эффективностью [4].
Солнечные УМ-лучи (Л=280-400 нм) в своем экологическом диапазоне проходят через озоновый слой атмосферы (АОГ) и несут с собой важную информацию о состоянии толщины озонового слоя. Измеряя интенсивность этих лучей у поверхности земли, определяют общее количество озона (ОУМ) и получают информацию о толщине озонового слоя. При проведении биомедицинских исследований, связанных с изучением воздействия УМ-излучения на живые организмы (человека) в отделениях неотложной помощи, важно точно измерить интенсивность УМ-излучения и соответствующую дозу.
В последние годы в результате бурного развития широкозонных полупроводников А3В5 ^аР, GaN, Ga1-xAlxN), технологии и физики, в России, США, Японии и Туркменистане появились полупроводники с высокой фоточувствительностью (СИ). в диапазоне УМ-лучей Л=280-400 нм разработаны фотоприемники. В настоящее время ведутся работы по изготовлению фотоприемников Л=280-400 нм ^=3,1-4,42 эВ) УМ-лучей на основе полупроводника фосфида галлия ^аР) и созданию их в виде фотоприемного устройства (трибора). проводится в ТГУ имени Махтумкули в Туркменистане. Проводится на физическом факультете.
ЭД солнечных УМ-лучей может действовать как лекарство, излечивающее болезнь человека или восстанавливающее здоровье, воздействуя на кровь через кожу, волосы (голову головы) и создавая в организме необходимое количество активных веществ и витамина D. Быстро и точно измерить дозу тех лучей, которая необходима человеку, можно будет с помощью предлагаемых фотоприемников и созданного на его основе фотоэлектрического устройства.
В данной работе использовался объект структурного анализа п^аР-п^аР с эпитаксиальным слоем п^аР, выращенным на пластине монокристаллического полупроводникового фосфида галлия (п^аР). Омический контакт со стороны подложки (п^аР) структуры был получен с использованием сплава 1п+4%Те. Сторона структуры со стороны эпитаксиального слоя (п^аР) подвергалась химической очистке и методом вакуумного испарения на нее наносился слой золота (Аи). Толщина тонкого слоя золота составляла ~150-200 ?.
В качестве тестовых образцов служили диодные структуры Шоттки Аи-п^аР-п^аР, полученные в вакууме. Фотоэлектрические (1И0^) свойства диодов исследовались при комнатной температуре.
Для измерения фотоэлектрических свойств диода использовалось фотоэлектрическое устройство,
собранное на базе монохроматора ДМР-4. Зависимость фототока (I_(И_0)) Аи-п^аР-диода от энергии
фотонов измерялась с помощью кварцевого призменного монохроматора ДМР-4 в видимом и ультрафиолетовом диапазонах hv=1,5-3,8 эВ. Источниками фотонов света служили лампы СИРШ 8,5-200 и ДРТ-400.
Фототок фотодиода Шоттки Аи-п^аР измерялся путем разделения его на две спектральные области в видимой и ультрафиолетовой ^=1,5-5,2 эВ) частях спектра. Первое измерение было проведено в части спектра hv=1,5-3,1 эВ. Источником света служила лампа накал 8,5-200. Второе измерение было измерено в части спектра hv=3,1-5,2 эВ. Источником света служила кварцевая ртутная лампа ДРТ-400. Квантовая эффективность фотодиодной структуры измерялась в двух частях указанного спектра и графически строился 1Ио-спектр фототока в диапазоне hv=1,5-5,2 эВ (рис. 1б).
11 —_I_I_I_I_
2.0 .1.0 . , 4.0 5.0 ft.O
hv, eV
Рисунок - 1
Исследованный фотодиод проявляет высокую фоточувствительность (+SI=0,1 А/Вт или у=0,35 эл/фото) при hv=3,5 эВ. Квантовая эффективность фотодиода составила у=0,28 эл/фото при hv=4,4 эВ (рис. 1). Таким образом, фотодиод Шоттки Au-n-GaP обладает высокой квантовой эффективностью в ультрафиолетовой части спектра.
Список использованной литературы:
1. Мелебаев Д., Мелебаева Г.Д., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В.//Журнал технической физики.-2008, том 78, Вып.1, с.137-142.
2. Мелебаев Д.//Тр.Междунар. научн.-технич. конф. "Нанотехнологии функциональных материалов". Санкт-Петербург, 2010, с. 114-115.
3. Photodiodes Hamamantu photonics Catalog (2012).
4. Мелебаев Д. Фоточуствительность Au-Ga2Os(Fe)-n-GaP наноструктур в УФ области спектра. Тезисы докладов XIV Российской конференции по физике полупроводников «Полупроводники-2019» стр.408. Новосибирск, ФГБУНм Институт физики полупроводников им. А.В.Ржанова СО РАН. -М.: Перо, 2019. DOI 10.34077/Semicond. 2019-408.
© Оразова Г.Б., Джумаханова М.Г., Бабаева Ш.Б., Вельмырадова Г., 2024
