ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ МОЛЬНОГО СКЛАДУ НА РУХЛИВІСТЬ ЕЛЕКТРОНІВ В АРСЕНІДІ АЛЮМІНІЮ-ГАЛІЮ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.66(2).2023.294962Ключові слова:
AlGaAs, арсенід алюмінію-галію, рухливість електронів, мольний склад, метод релаксаційних рівняньАнотація
Вдосконалення технології вирощування багатокомпонентних напівпровідників та дослідження потенційних можливостей їх застосування сприяють розробці напівпровідникових приладів з покращеними характеристиками. Арсенід алюмінію-галію є перспективним трикомпонентним напівпровідником з точки зору відповідності кристалічних ґраток, що викликало всебічне дослідження матеріалу з метою створення на його основі
високоефективних електронних та оптоелектронних приладів. Прогнозування перспектив створення приладів на основі тих чи інших матеріалів вимагає ґрунтовного знання насамперед їх електричних властивостей.
Зазначимо, що у науково-технічній літературі недостатньо розкрито можливості моделювання рухливості електронів в арсеніді алюмінію-галію. Метою роботи є моделювання залежності рухливості електронів твердого розчину AlxGa1–xAs від мольного складу х.
Моделювання проведено методом релаксаційних рівнянь; на основі тридолинної моделі зони провідності.
Наведена методика та проведено чисельний експеримент з визначення залежності рухливості носіїв заряду від мольного складу х твердого розчину. Звертається увага на особливість моделювання процесів міждолинного нееквівалентного розсіювання, що відповідає суттєвому зближенню енергетичних долин один до одного.
Отримано модельну залежність холівської рухливості електронів в AlxGa1–xAs у повному діапазоні значень мольного складу та зіставлено її з експериментальними результатами. Наведені додаткові результати моделювання, що сприяють розумінню процесів, які призводять до появи специфічної особливості залежності рухливості електронів від мольного складу AlxGa1–xAs.
Визначено набір вихідних параметрів моделювання, який забезпечує хорошу відповідність до експериментальних результатів, розглянутих у роботі. Отримані результати чисельного моделювання відкривають можливості до додаткових досліджень властивостей арсеніду алюмінію-галію. Запропоновано методику моделювання залежності рухливості носіїв заряду від мольного складу для трикомпонентних твердих розчинів.
Посилання
V. Osinsky, I. Masol, N. Lyahova, A. Osinsky, A. Diagilev, M. Onachenko, «The composite polarization of multicomponent III-nitride for component nanostructures», ElectronComm, vol. 21, no. 6(95), pp. 10–21, 2016. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/eisv_2016_21_6_4
S. Mokkapati, Chennupati Jagadish, “III-V Compound SC for optoelectronic devices”, Materials Today, vol. 12, no. 4, pp. 22–32, 2009. DOI:10.1016/S1369-7021(09)70110-5
Saurova T., Baida I., “Infrared detectors based on ternary semiconductor quantum structures”, Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series INSTRUMENT MAKING, vol. 52(2), pp. 65−71, 2016. DOI: 10.20535/1970.52(2).2016.92951
J. Chu, R.P. Devaty, E.C. Fernandes da Silva, J. Gutowski, B. Hönerlage, F. Matsukura, K. Sebald, T. Voss. Semiconductors New Data and Updates for III-V, II-VI and I-VII Compounds. Berlin : Springer-Verlag. 2010. 502. DOI: 10.1007/978-3-540-92140-0
I. Vurgaftman, J. R. Meyer, L. R. Ram-Mohan, “Band parameters for III–V compound semiconductors and their alloys”, J. Appl. Phys., vol. 89, no. 11, pp. 5815–5875, 2001. DOI: 10.1063/1.1368156
S. Adachi, Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III – V, II – VI Semiconductors: West Sussex, United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd, 2009. 400. DOI:10.1002/9780470744383
V.A. Moskaliuk, V.I. Timofeyev, A.V. Fedyay. High-Speed Electronics Devices. Kyiv: Polytechnika. 2014. (in Ukrainian)
T. Saurova, E. Semenovskaya, М. Emelianov, «Research of transport properties of electrons in nitrides indium and gallium», Bulletin of Kyiv Polytechnic Institute. Series INSTRUMENT MAKING, vol. 60(2), pp. 32–39, 2020. DOI: 10.20535/1970.60(2).2020.221422 (in Ukrainian)
А. К. Saxena, “Electron mobility in Ga1-хA1хAs alloys”, Phys. Rev. B, vol. 24, no. 6, pp. 3295–3302, 1981. DOI: 10.1103/PhysRevB.24.3295
T. Saurova, V. Bors, “Scattering Mechanisms in Arsenide Indium”, in IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, 2019, pp. 124–128. DOI: 10.1109/ELNANO.2019.8783663
I. Baida, V. Moskaliuk, “Alloy scattering relaxation time simulation”, in International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo), Odessa, Ukraine, 2017, pp.11–15. DOI: 10.1109/UkrMiCo.2017.8095398
V. M. Ivashchenko, V. V. Mitin. Modeling of transport phenomena in semiconductors. The Monte Carlo method. Kyiv: Naukova Dumka. 1990. 192.
S. Adachi, “GaAs, AlAs, and AlxGa1−xAs: Material parameters for use in research and device applications”, J. Appl. Phys., vol. 58, no. 3, pp. R1–R29, 1985. DOI: 10.1063/1.336070.
W. C. Liu, “Investigation of electrical and and photoluminescent proporties of MBE-grown AlxGa1-xAs layers”, J. Mater. Sci., vol. 25, no. 3, pp. 1765–1772, 1990. DOI: 10.1007/BF01045382.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
