Часи життя носіїв заряду у вузькощілинному Hg1–xCdxTe при міжзонному та внутрішньозонному збудженні

Автор(и)

  • S. Staryi V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • I. Lysjuk V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • O. Golenkov V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • Z. Tsybrii V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • S. Danilov Terahertz Center, University of Regensburg
  • J. Gumenjuk-Sichevska V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • K. Andrieieva V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • M. Smolii V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
  • F. Sizov V.E. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe68.8.543

Ключові слова:

HgCdTe, часи життя, внутрiшньозонне i мiжзонне збудження, випромiнення у дiапазонi ТГц

Анотація

Дослiджено часи життя спаду фотопровiдностi носiїв заряду при мiжзонному та внутрiшньозонному збудженнi в епiтаксiйних шарах вузькощiлинного Hg1−xCdxTe (x ∼ 0,2). Вивчалися зразки з великими вiдстанями (>3 мм) мiж електричними контактами малої площi та малими вiдстанями (∼10 мкм) з контактами великої площi (ТГц антени). Часи життя носiїв заряду було вимiряно при внутрiшньозонному i мiжзонному збудженнi та зроблено порiвняльний аналiз. Встановлено, що в зразках з n-типом провiдностi часи життя порiвнянi (в дiапазонi 40 нс) для обох способiв збудження. У той же час, у зразках з малою вiдстанню мiж контактами i великою площею (метеликоподiбнi антени) контакти вносять основний внесок у рекомбiнацiю носiїв заряду. Усунення рекомбiнацiї на контактах приводить до збiльшення часу життя ∼10−6 с.

Посилання

D.L. Polla, C.E. Jones. Deep level studies of Hg1−xCdxTe. I: Narrow-band-gap space-charge spectroscopy. J. Appl. Phys. 52, 5118 (1981).

https://doi.org/10.1063/1.329411

Ch.W. Myles, P.F. Williams, R.A. Chapman, E.G. Bylander. Identification of defect centers in Hg1−xCdxTe using their energy level composition dependence. J. Appl. Phys. 57 (12), 5279 (1985).

https://doi.org/10.1063/1.334842

K. Lishka. Deep level defects in narrow gap semiconductors. Phys. Status Solidi B 133, 17 (1986).

https://doi.org/10.1002/pssb.2221330104

R.E. Longshore. MCT properties, growth methods and characterization. In: Handbook of Infra-Red Detection Technologies (Elsevier, 2002).

https://doi.org/10.1016/B978-185617388-9/50007-1

W. Lei, J. Antoszewski, L. Faraone. Progress, challenges, and opportunities for HgCdTe infrared materials and detectors. Appl. Phys. Rev. 2, 041303 (2015).

https://doi.org/10.1063/1.4936577

M.A. Kinch. State-of-the-Art Infrared Detector Technology (SPIE Press, 2014) [ISBN: 9781628412895].

https://doi.org/10.1117/3.1002766

A. Rogalski. Infrared and Terahertz Detectors (CRC Press, Boca Raton, 2019) [ISBN: 9781315271330].

https://doi.org/10.1201/b21951

P. Landsberg. Recombination in Semiconductors (Cambridge Univ. Press, 1992) [ISBN: 0521361222].

https://doi.org/10.1017/CBO9780511470769

D. Lee, P. Dreiske, J. Ellsworth, R. Cottier, A. Chen, S. Tallaricao, A. Yulius, M. Carmody, E. Piquette, M. Zandian, S. Douglaset. Law 19: The ultimate photodiode performance metric. Proc. SPIE 11407, 114070X (2020).

https://doi.org/10.1117/12.2564902

A.R. Beattie. Quantum efficiency in InSb. J. Phys. Chem. Solids 23, 1049 (1962).

https://doi.org/10.1016/0022-3697(62)90122-1

S.E. Schacham, E. Finkman. Recombination mechanisms in p-type HgCdTe: Freezeout and background flux effects. J. Appl. Phys. 57, 2001 (1985).

https://doi.org/10.1063/1.334386

A. Kobayashi, O.F. Sankey, J.D. Dow. Chemical trends for defect energy levels in Hg1−xCdxTe. Phys. Rev. B 25, 6367 (1982).

W. Li, J.D. Patterson. Deep defects in narrow-gap semiconductors. Phys. Rev. B 50, 14903 (1994).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.14903

W. M.Bullis. Measurement of carrier lifetime in semiconductors - An annotated bibliography covering the period 1949-1967. NBS Technical Note 465, 1 (1968).

https://doi.org/10.6028/NBS.TN.465

R.J. Deri, J.P. Spoonhower. Microwave photoconductivity lifetime measurements: Experimental limitations. Rev. Sci. Instrum. 55, 1343 (1984).

https://doi.org/10.1063/1.1137937

M. Kunst, G. Beck. The study of charge carrier kinetics in semiconductors by microwave conductivity measurements. J. Appl. Phys. 60, 3558 (1986).

https://doi.org/10.1063/1.337612

S. Mae, T. Tawara, H. Tsuchida. Microscopic FCA System for depth-resolved carrier lifetime measurement in SiC. Mater. Sci. Forum 924, 269 (2018).

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.924.269

T. Asada, Y. Ichikawa, M. Kato. Carrier lifetime measurements in semiconductors through the microwave photoconductivity decay method. J. Vis. Exp. 146, e59007 (2019).

https://doi.org/10.3791/59007

V.C. Lopes, A.J. Syllaios, M.C. Chen. Minority carrier lifetime in mercury cadmium telluride. Semicond. Sci. Tech. 8, 824 (1993).

https://doi.org/10.1088/0268-1242/8/6S/005

S.A. Dvoretsky, N.N. Mikhailov, V.G. Remesnik, Yu. Sidorov, V. Shvets, D. Ikusov, V. Varavin, M. Yakushev, J. Gumenjuk-Sichevska, A. Golenkov, I. Lysiuk, Z. Tsybrii, A. Shevchik-Shekera, F. Sizov, A. Latyshevetal. MBEgrown MCT hetero- and nanostructures for IR and THz detectors. Opto-Electron. Rev. 27, 282 (2019).

https://doi.org/10.1016/j.opelre.2019.07.002

F. Sizov, Z. Tsybrii, S. Danilov, N. Mikhailov, S. Dvoretsky, J. Gumenjuk-Sichevska. THz polarization-dependent response of antenna-coupled HgCdTe photoconductors under an external constant electric field. Semicond. Sci. Tech. 36, 105009 (2021).

https://doi.org/10.1088/1361-6641/ac1770

S.A. Dvoretsky, M.F. Stupak, N.N. Mikhailov, V.S. Varavin, V.G. Remesnik, S.N. Makarov, A.G. Elesin, A.G. Verhoglyad. New recombination centers in MBE MCT layers on (013) GaAs substrates. Phys. Solid State 65, 53 (2023).

https://doi.org/10.21883/PSS.2023.01.54974.466

V. Dobrovolsky, F. Sizov. A room temperature, or moderately cooled, fast THz semiconductor hot electron bolometer. Semicond. Sci. Tech. 22, 103 (2007).

https://doi.org/10.1088/0268-1242/22/2/017

V. Zabudsky, F. Sizov, N. Momot, Z. Tsybrii, N. Sakhno, S. Bunchuk, N. Michailov, V. Varavin. THz/sub-THz direct detection detector on the basis of electron/hole heating in MCT layers. Semicond. Sci. Tech. 27, 045002 (2012).

https://doi.org/10.1088/0268-1242/27/4/045002

V. Dobrovolsky, F. Sizov. THz/sub-THz bolometer based on electron heating in a semiconductor waveguide. OptoElectron. Rev. 18, 250 (2010).

https://doi.org/10.2478/s11772-010-1033-8

Downloads

Опубліковано

2023-10-02

Як цитувати

Staryi, S., Lysjuk, I., Golenkov, O., Tsybrii, Z., Danilov, S., Gumenjuk-Sichevska, J., Andrieieva, K., Smolii, M., & Sizov, F. (2023). Часи життя носіїв заряду у вузькощілинному Hg1–xCdxTe при міжзонному та внутрішньозонному збудженні. Український фізичний журнал, 68(8), 543. https://doi.org/10.15407/ujpe68.8.543

Номер

Том 68 № 8 (2023)

Розділ

Напівпровідники і діелектрики

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.

Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC