Измерение зависимости фотопроводимости от интенсивности падающего излучения.
Экспериментальная установка для исследования зависимости фотопроводимости нитрида алюминия от интенсивности падающего излучения была собрана на основе вольтметра типа В7-30 и датчика мощности падающего излучения. Интенсивность падающего излучения варьировалась путем изменения расстояния от водородной лампы до измерительной головки с образцом.
Схема установки приведена на рисунке. 2.4.1., где
· 1 — источник излучения (водородная лампа ДВС-25);
· 2 — светофильтр БС-7;
· 3-- измерительная головка с образцом;
· 4 — линейка с делениями.
Для градуировки мощности падающего излучения была собрана установка, состоящая из датчика мощности падающего излучения и вольтметра типа Ф18. Излучение, пройдя через светофильтр, фиксировалось датчиком и вольтметром. Интенсивность излучения также регулировалась путем изменения расстояния между лампой и датчиком. Градуировочная таблица приведена ниже. Мощность излучения вычислялась по градуировочной формуле:
Рисунок 2.4.1. Схема установки для измерения зависимости фотопроводимости нитрида алюминия от интенсивности падающего излучения.
1 – источник ультрафиолетового излучения; 2 –светофильтр БС-7; 3 – измерительная головка с образцами; 4 – линейка.
Чтобы определить мощность излучения, которое создает фотопроводимость нитрида алюминия, измерения были проведены для двух случаев — при наличии фильтра и без него. Интенсивность излучения была рассчитана как их разность.
|
|
Таблица 2.4.1. Градуировочная таблица для снятия зависимости фотопроводимости нитрида алюминия от интенсивности падающего излучения.
Расстояние от источника излучения, L, см | Показания вольтметра при наличии светофильтра U1, мкв | Показания вольтметра без светофильтра U2, мкв | Интегральная мощность излучения, (без светофильтра) мкВт | Мощность излучения, со светофильтром мкВт |
0 | 42 | 24 | 33,6 | 19,2 |
2.3 | 13 | 6 | 10,4 | 4,8 |
4.1 | 6.5 | 3.8 | 5,2 | 3,04 |
6.4 | 2.6 | 1.6 | 2,08 | 1,28 |
8.5 | 1.4 | 0.4 | 1,12 | 0,32 |
10.7 | 0.5 | 0.1 | 0,4 | 0,08 |
12.9 | 0.1 | 0.02 | 0,08 | 0,016 |
14.9 | 0.04 | 0 | 0,032 | 0 |
17 | 0.02 | 0 | 0,016 | 0 |
18.8 | 0 | 0 | 0 | 0 |
ГЛАВА 3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Вольт-амперные характеристики.
Темновая вольт-амперная характеристика
Темновая вольт-амперная характеристика нитрида алюминия была получена с помощью установки, описанной в главе 2. Напряжение изменялось в диапазоне от 0 до 100 В. Результаты для двух полярностей приложенного напряжения приведены в таблицах 3.1.1.1. и 3.1.1.2.
|
|
Как видно из графиков (рис. 3.1.1.1. и 3.1.1.2.), темновая вольт-амперная характеристика линейна, лишь при малых напряжениях наблюдается некоторая нелинейность, что объясняется поликристаллической структурой образца нитрида алюминия.
Из угла наклона прямого участка ВАХ можно рассчитать темновую проводимость образца AlN, а учитывая геометрию образца, можно рассчитать удельную проводимость.
, где
l – длина образца; R Т – темновое сопротивление, рассчитанное из вольт-амперной характеристики ; D – ширина и h – толщина пленки нитрида алюминия.
Исходя из этих данных, можно определить удельную проводимость образцов.
Зная удельную проводимость материала и подвижность носителей заряда, можно рассчитать концентрацию носителей заряда в образце.
, где
n – концентрация носителей заряда в материале; m n – подвижность электронов. Согласно литературным данным, подвижность [6].
Из результатов исследований видно, что удельная проводимость исследуемых образцов практически однородна по площади, и незначительно изменяется от образца к образцу, что указывает на хорошую воспроизводимость технологии.
Линейность вольт-амперных характеристик при больших напряжениях, а также тот факт, что они практически совпадают при изменении полярности прикладываемого напряжения, говорит о том, что алюминиевые контакты, нанесенные на поверхность образцов можно считать омическими.
|
|
Таблица 3.1.1. Результаты измерений темновых вольт-амперных характеристик образцов нитрида алюминия
Образцы | Сопротивление Ом | Удельная проводимость, ом-1 м-1 | Концентрация носителей, м-3 |
Образец №1 | 4.47 1014 | 0.26 10-8 | 0.116 1014 |
Образец №2 | 6.19 1013 | 0.27 10-7 | 0.11 1014 |
Образец №3 | 6.81 1013 | 0.243 10-8 | 0.1 1014 |
Рисунок 3.1.1.1. Темновая вольт-амперная характеристика образца нитрида алюминия (образец №1) при различных полярностях приложенного напряжения.
Рисунок 3.1.1.2. Темновая вольт-амперная характеристика образца нитрида алюминия (образец №2).
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 184; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!