xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

Μελέτη της Επίδρασης Ιονίζουσας Ακτινοβολίας Σωματίων α σε Δομές με Διπλό
Φραγμό AlGaAs/GaAs/AlGaAs
Π.Γεωργακάκος 1,* , Γ.Παπαϊωάννου 1 , Γ.Κωνσταντινίδης 2 και Ζ.Χατζόπουλος 3
1 Πανεπιστήμιο Αθηνών , Τμήμα Στερεάς Κατάστασης , Πανεπιστημιόπολις Ζωγράφος 15784 , Ελλάδα
2 Ομάδα Μικροηλεκτρονικής ,Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) , Ηράκλειο 71110 , Κρήτη
3 Πανεπιστήμιο Κρήτης , Τμήμα Φυσικής , Ηράκλειο 71110 , Κρήτη
*pgeorgakakos@hotmail.com
Οι διατάξεις που βασίζονται σε δομές με διπλό φραγμό χαρακτηρίζονται από την παρουσία κβαντικού
πηγαδιού με διακριτές ενεργειακές στάθμες. Κοινό γνώρισμα των διατάξεων αυτών είναι η υψηλή ταχύτητα και η
χαμηλή ισχύς κατανάλωσης.Η μεγάλη αντοχή των διατάξεων αυτών στην ακτινοβολία τις καθιστά χρήσιμες σε
περιβάλλοντα ακτινοβολίας όπως δορυφόροι ή χώροι με υψηλή ιονίζουσα ή μη ιονίζουσα ακτινοβολία.
Μέσω των χαρακτηριστικών I-V και C-V και της εξάρτησης τους από τη θερμοκρασία μελετήθηκε η
επίδραση της ακτινοβολίας σωματίων α (5MeV) στην ηλεκτρική συμπεριφορά δομών με διπλό φραγμό
AlGaAs/GaAs/AlGaAs. Η ροή της ακτινοβολίας κάλυψε επίπεδα από 4.9x10 10 cm -2 μέχρι 1.57x10 12 cm -2 και ο
χαρακτηρισμός έγινε στην περιοχή θερμοκρασιών 180 - 440 Κ. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω επαφής Al
Schottky
Oι χαρακτηριστικές ορθής πόλωσης ρεύματος-τάσης (I-V) (σε περιοχή θερμοκρασιών 180-320Κ και σε
δόση ακτινοβολίας 1.57x10 12 cm -2 (σχήμα 1)) εμφανίζουν ένα τμήμα στο οποίο η σχέση I=f(V) είναι εκθετική. Το
τμήμα αυτό οφείλεται στο φραγμό Schottky που σχηματίζεται από την επαφή του μετάλλου με τον ημιαγωγό.Το
πρώτο τμήμα των χαρακτηριστικών (I-V), αντιστοιχεί σε χαμηλή πόλωση και σε χαμηλές θερμοκρασίες (180-
220Κ), δείχνει ότι η διάταξη παρουσιάζει ωμική συμπεριφορά που οφείλεται σε παράλληλη αγωγιμότητα πιθανώς
μέσω ατελειών που υπάρχουν στα στρώματα της διάταξης.Το τρίτο τμήμα παρουσιάζεται σε υψηλότερη τάση και
περιγράφεται από γραμμική σχέση I=f(V) στις χαμηλές θερμοκρασίες.
Καθώς αυξάνεται η δόση της ακτινοβολίας αυξάνεται η συγκέντρωση των ατελειών που εισάγονται από την
ακτινοβόληση με επακόλουθο τη μείωση της έντασης του ρεύματος. Η μείωση αυτή φαίνεται στο σχήμα 2 στο
οποίο παρουσιάζονται οι χαρακτηριστικές καμπύλες ρεύματος-τάσης (I-V) πριν την ακτινοβόληση καθώς και για
δόση ακτινοβολίας 1.57x10 12 cm -2 . Στο σχήμα 3 παρουσιάζεται η χωρητικότητα σε συνάρτηση με την τάση
πόλωσης για περιοχή θερμοκρασιών 180-310Κ και για δόση ακτινοβολίας 1.57x10 12 cm -2 . Οι χαρακτηριστικές C-V
παρουσιάζουν μια ιδιαίτερη συμπεριφορά. Σε χαμηλές θερμοκρασίες και σε ορθή τάση πόλωσης παρατηρείται
απόκλιση των χαρακτηριστικ.ων C-V από τη συνήθη συμπεριφορά των χαρακτηριστηκών των επαφών Schottky.
Η απόκλιση της χωρητικότητας συνδέεται με μεταφορά φορτίου από και προς τα πηγάδια δυναμικού. [1,2,3].
Τέλος καθώς αυξάνεται η δόση της ακτινοβολίας η περιοχή του φορτίου χώρου διευρύνεται εξαιτίας των
ατελειών (κενά και ενδοπλεγματικά άτομα) που εισάγονται κατά την ακτινοβόληση με επακόλουθο να μειώνεται η
χωρητικότητα. Η μείωση αυτή φαίνεται στο σχήμα 4 στο οπoίο παρουσιάζεται η χωρητικότητας σε συνάρτηση με
την τάση πόλωσης σε θερμοκρασία Τ=200Κ για δόσεις ακτινοβολίας 9.8x10 10 cm -2 , 7.8x10 11 cm -2 και 1.57x10 12 cm -
2
.
[1] Zs.Horvath , K.Jarrendahl , M. Adam , I.Szabo , Vo Van Tuyen,Zw.Czigany Appl. Surf. Sci. 190, 403,(2002).
[2] B.Cvikl , D.Korosak ,Vacuum 61 ,355, (2001).
[3] P.Chattopadhyay, D.P Haldar , Appl. Surf. Sci. 171, 207, (2001).
41