Широкополосная ИК-фотопроводимость кремниевого p-n перехода с участием донорных состояний серы и ее температурный контроль

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Исследован новый физический эффект сильной низкотемпературной широкополосной (2–40 мкм) ИК-фотопроводимости в p-n переходе кремния, сформированном n-сверхлегированным слоем на p-легированной подложке. Широкополосную ИК- фотопроводимость обеспечивает ясно выраженный дискретный спектр нейтральных и однократно ионизованных донорных состояний атомной примеси замещения и кластеров серы вблизи дна зоны проводимости (так называемая «промежуточная» зона шириной до 0.6 эВ), распределение населенностей внутри которой плавно по спектру, хорошо выражено и управляется по амплитуде тепловым возбуждением в диапазоне 5–250 К. В результате на базе одного кремниевого фотоэлемента выбором температурного режима реализуется регистрация излучения дальнего-ближнего ИК-диапазона для широкого круга разноплановых практических задач – солнечной энергетики, тепловидения и биовизуализации.

Об авторах

Сергей Иванович Кудряшов

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kudryashovsi@lebedev.ru
Россия, 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 53

Алена Александровна Настулявичус

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Email: nastulyavichusaa@lebedev.ru
Россия, 119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 53

Кирилл Николаевич Болдырев

Институт спектроскопии РАН (ИСАН)

Email: kn.boldyrev@gmail.com
Россия, 108840, Россия, Москва, Троицк, ул. Физическая, 5

Михаил Сергеевич Ковалев

Физический институт имени П.Н. Лебедева РАН

Email: kovalevms@lebedev.ru
119991, Россия, Москва, Ленинский проспект, 53

Список литературы

  1. S. Kudryashov, A. Nastulyavichus, G. Krasin, K. Khamidullin, K. Boldyrev, D. Kirilenko, A. Yachmenev, D. Ponomarev, G. Komandin, S. Lebedev, D. Prikhod’ko, M. Kovalev. Opt. Laser Technol., 2023, 158, 108873. doi: 10.1016/j.optlastec.2022.108873.
  2. L. Gyongyosi, S. Imre. Comput. Sci. Rev., 2019, 31, 51. doi: 10.1016/j.cosrev.2018.11.002.
  3. N. Volet, A. Spott, E.J. Stanton, M.L. Davenport, L. Chang, I.D. Peters, T.C. Briles, I. Vurgaftman, J.R. Meyer, J.E. Bowers. Laser Photonics Rev., 2017, 11(2), 1600165. doi: 10.1002/lpor.201600165.
  4. D.J. Thomson, L. Shen, J.J. Ackert, E. Huante‑Ceron, A.P. Knights, M. Nedeljkovic, A.C. Peacock, G.Z. Mashanovich. Opt. Express, 2014, 22(9), 10825. doi: 10.1364/OE.22.010825.
  5. V. Kesaev, A. Nastulyavichus, S. Kudryashov, M. Kovalev, N. Stsepuro, G. Krasin. Opt. Mater. Express, 2021, 11(7), 1971. doi: 10.1364/OME.428047.
  6. В.В. Гаврушко, А.С. Ионов, О.Р. Кадриев, В.А. Ласткин. ЖТФ, 2017, 87(2), 310. doi: 10.21883/JTF.2017.02.44144.1752.
  7. S.Q. Lim, J.S. Williams. Micro, 2022, 2(1), 1. doi: 10.3390/micro2010001.
  8. Z. Tong, M. Bu, Y. Zhang, D. Yang, X. Pi. J. Semicond., 2022, 43(9), 093101. doi: 10.1088/1674-4926/43/9/093101.
  9. S. Kudryashov, A. Nastulyavichus, D. Kirilenko, P. Brunkov, A. Shakhmin, A. Rudenko, N. Melnik, R. Khmelnitskii, V. Martovitskii, M. Uspenskaya, D. Prikhodko, S. Tarelkin, A. Galkin, T. Drozdova, A. Ionin. ACS Appl. Electron. Mater., 2021, 3(2), 769. doi: 10.1021/acsaelm.0c00914.
  10. M.A. Foster, A.C. Turner, J.E. Sharping, B.S. Schmidt, M. Lipson, A.L. Gaeta. Nature, 2006, 441(7096), 960. doi: 10.1038/nature04932.
  11. M.A. Foster, R. Salem, D.F. Geraghty, A.C. Turner‑Foster, M. Lipson, A.L. Gaeta. Nature, 2008, 456(7218), 81. doi: 10.1038/nature07430.
  12. В.С. Вавилов, А.Р. Челядинский. УФН, 1995, 165(3), 347. doi: 10.3367/UFNr.0165.199503g.0347.
  13. P. Migliorato, C.T. Elliott. Solid State Electron., 1978, 21(2), 443. doi: 10.1016/0038-1101(78)90276-9.
  14. Ю.А. Астров, S.A. Lynch, В.Б. Шуман, Л.М. Порцель, А.А. Махова, А.Н. Лодыгин. Физика и техника полупроводников, 2013, 47(2), 211.
  15. B.K. Newman, M.J. Sher, E. Mazur, T. Buonassisi. Appl. Phys. Lett., 2011, 98(25), 251905. doi: 10.1063/1.3599450.
  16. C.B. Simmons, A.J. Akey, J.J. Krich, J.T. Sullivan, D. Recht, M.J. Aziz, T. Buonassisi. J. Appl. Phys., 2013, 114(24), 243514. doi: 10.1063/1.4854835.
  17. I. Umezu, J.M. Warrender, S. Charnvanichborikarn, A. Kohno, J.S. Williams, M. Tabbal, D.G. Papazoglou, Xi‑Ch. Zhang, M.J. Aziz. J. Appl. Phys., 2013, 113(21), 213501. doi: 10.1063/1.4804935.
  18. M.J. Sher, E. Mazur. Appl. Phys. Lett., 2014, 105(3), 032103. doi: 10.1063/1.4890618.
  19. L.P. Cao, Z.D. Chen, C.L. Zhang, J.H. Yao. Front. Phys., 2015, 10(4), 1. doi: 10.1007/s11467-015-0468-y.
  20. K.F. Wang, P. Liu, S. Qu, Y. Wang, Z. Wang. J. Mater. Sci., 2015, 50(9), 3391. doi: 10.1007/s10853-015-8895-2.
  21. M.V. Limaye, S.C. Chen, C.Y. Lee, L.Y. Chen, S.B. Singh, Y.C. Shao, Y.F. Wang, S.H. Hsieh, H.C. Hsueh, L.W. Chiou, C.H. Chen, L.Y. Jang, C.L. Cheng, W.F. Pong, Y.F. Hu. Sci. Rep., 2015, 5(1), 1. doi: 10.1038/srep11466.
  22. T. Gimpel, S. Winter, M. Bossmeyer, W. Schade. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2018, 180, 168. doi: 10.1016/j.solmat.2018.03.001.
  23. B. Franta, D. Pastor, H.H. Gandhi, P.H. Rekemeyer, S. Gradečak, M.J. Aziz, E. Mazur. J. Appl. Phys., 2015, 118(22), 225303. doi: 10.1063/1.4937149.
  24. S. Paulus, P. McKearney, F. Völklein, S. Kontermann. AIP Advances, 2021, 11(7), 075014. doi: 10.1063/5.0044678.
  25. E. Janzén, R. Stedman, G. Grossmann, H.G. Grimmeiss. Phys. Rev. B, 1984, 29(4), 1907. doi: 10.1103/PhysRevB.29.1907.
  26. P. Wagner, C. Holm, R. Oeder, W. Zulehner. ASSP, Vol. 24, Berlin, Heidelberg: Springer Verlag, 1984, pp. 191–228. doi: 10.1007/BFb0107451.
  27. R.E. Peale, K. Muro, A.J. Sievers. Materials Sci. Forum, 1991, 65‑66, 151. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/MSF.65‑66.151' target='_blank'>www.scientific.net/MSF.65‑66.151.
  28. X. Jin, Q. Wu, S. Huang, G. Deng, J. Yao, H. Huang, P. Zhao, J. Xu. Opt. Mater., 2021, 113, 110874. doi: 10.1016/j.optmat.2021.110874.
  29. S. Kudryashov, K. Boldyrev, A. Nastulyavichus, D. Prikhod’ko, S. Tarelkin, D. Kirilenko, P. Brunkov, A. Shakhmin, R. Khamidullin, G. Krasin, M. Kovalev. Opt. Mater. Express, 2021, 11(11), 3792. doi: 10.1364/OME.438023.
  30. S.I. Kudryashov, L.V. Nguyen, D.A. Kirilenko, P.N. Brunkov, A.A. Rudenko, N.I. Busleev, A.L. Shakhmin, A.V. Semencha, R.A. Khmelnitsky, N.N. Melnik, I.N. Saraeva, A.A. Nastulyavichus, A.A. Ionin, E.R. Tolordava, Y.M. Romanova. ACS Appl. Nano Mater., 2018, 1(6), 2461. doi: 10.1021/acsanm.8b00392.
  31. N. Stsepuro, M. Kovalev, G. Krasin, I. Podlesnykh, Y. Gulina, S. Kudryashov. Photonics, 2022, 9, 815. doi: 10.3390/photonics9110815.
  32. D.V. Lavrukhin, A.E. Yachmenev, Y.G. Goncharov, K.I. Zaytsev, R.A. Khabibullin, A.M. Buryakov, E.D. Mishina, D.S. Ponomarev. IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol., 2021, 11(4), 417. doi: 10.1109/TTHZ.2021.3079977.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Кудряшов С.И., Настулявичус А.А., Болдырев К.Н., Ковалев М.С., 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».