Яримўтказгичларда ток тебранишлари яримўтказгичларда ток нотурғунликларининг ҳосил бўлиши

Қўлланиш соҳаси
Сезгирлик коэффициентлари
Майдон бўйича бошланиши	Частота бўйича бошланиши	Амплитуда бўйича бошланиши	Тебраниш частотаси бўйича
Термодатчик	(2÷3)	(1÷2)·10^2	(2÷3)·10^-6	(1÷2)·10^2
Фотодатчик	(4÷5)	(2÷3)·10^2	(3÷4)·10^-6	(4÷5)
Тензодатчик	(3÷5)·10^8	(3÷4)·10^-6	(2÷3)·10^-10	(1÷2)·10^-5
магнитодатчик	(3÷4)·10^-3	(4÷5)·10^3	(6÷7)·10^-11	(4÷6)·10^-2

1-расм. Ҳар хил ёритилганлик таъсирида намунадаги фототок тебраниши. Т=80К ва U=600 В.



Т=4,2К ва U=10 Ф=50 lx(а) ва Ф=500 lx(b)
2-расм. р-типли Si намунасини hν≥E_g энергияли ёруғлик билан ёритгандаги инфрапаст частотали тебраниш.

3-расм. Si ρ=8·10⁴ Ом·см солиштирма қаршиликли намунадаги марганец концентрациясининг ток тебраниш ҳосил бўладиган электр майдон кучланганлигига боғлиқлиги.



4-расм. Бир хил шароитдаги турли концентрацияли марганецли намуналардаги ток автотебранишларининг фотон энергиясига боғлиқлиги.
N_Mn, см^-3:1-2·10¹⁶, 2-2·10¹⁵, 3-2·10¹⁴.

14 нм ли GaAs намуна ва 4 нм ли AlAs уст панжарадан ташкил топган. доменларнинг сирт зичлиги . бу ерда: га тенг бўлиб, рақамли моделлаштиришда ишлатилади.

5-расм. Турли ҳароратларда занжирдаги динамик ҳолатларни кўрсатувчи вольт-ампер тавсифлар.



U=10 В, hν=1 эВ, L=1,4·10^-4 Вт/см²
1.6-расм. Фототок тебраниш параметрларининг ҳароратга боғлиқлиги
2 Яримўтказгичларда ҳарорат таъсирида ток нотурғунликлари

Ток автотебранишлари турли хил яримўтказгичли материалларда кузатилган ва ўрганилган. Ҳосил бўлиш табиатига кўра, уларнинг параметрлари бир-биридан сезиларли даражада фарқ қилади. Ташқи таъсирлар; яъни инжекция, ҳарорат, ёритилганлик ва бошқалар натижасида киришма атомлари энергия сатҳларининг қайта зарядланиши туфайли, уларда ток автотебранишлари ҳосил бўлади. Адабиётлар таҳлилидан шуни хулоса қилиш мумкинки, наноструктурали яримўтказгичларда кузатиладиган ток автотебранишлари ҳақида маълумот мавжуд эмас. Шунинг учун, кремнийдаги квант нуқталарни ва кўп зарядли нанокластерларнинг ток автотебранишларига таъсирини ўрганиш илмий ва амалий жиҳатдан қизиқиш уйғотади. Илмий томондан, нанокластерларнинг квантомеханик параметрларини акс эттирувчи, янги ток автотебранишининг турларини аниқлаш имконини бериши билан боғлиқдир. Амалий қизиқиш эса янги типдаги қаттиқ жисмли тебраниш генераторларини ишлаб чиқиш ва уларнинг параметрларини назорат қилиш орқали, янги турдаги датчик олиш имконияти билан боғлиқ. Ҳар ҳил яримўтказгич материалларда ток автотебранишларини ўрганишга бағишланган кўплаб илмий ишлар бор.

Бу илмий ишларни таҳлил қилиб, шуни айтиш мумкинки, кузатилаётган ток автотебраниши материаллардаги чуқур сатҳларнинг мавжудлиги билан боғлиқ. 2-жадвалда ким томонидан таҳлил қилинганлиги, ток автотебраниши қайси материалда кузатилганлиги, уларнинг пайдо бўлиши ва мавжуд бўлиш соҳаси, ҳарорати, шунингдек, асосий катталиклари кўрсатилган. Бу муаллифлар ток автотебранишининг табиатини тушунтириш учун қизиқарли механизм ва методларни таклиф этишган. Лекин, шу кунгача унинг табиатини тўлиқ тушунтириб бериш учун тажриба маълумотлари етарли эмас. Бундан ташқари, кўплаб муаллифлар яримўтказгичли электроника соҳасида бу ҳодисанинг амалда фойдаланиш мумкинлигини кўрсатиб ўтмаган. Бу қуйидаги омилларга боғлиқ бўлиши мумкин. (2-жадвал).
Олинган натижаларни тавсифлаш қийин, чунки, яримўтказгич материалининг ўзига хос хусусиятларига қараб, ток автотебранишларининг уйғотилиш шартлари ва параметрлари (амплитуда, частота ва шакл) қонунияти номаълум
Бу материалларда ток автотебранишлари етарли даражада юқори электр майдонларда, паст ҳароратда ва ёруғлик билан ёритилиш натижасида кузатилади.
Ток автотебранишининг амплитудаси ва модуляция коэффициенти кичикдир (I=10^-7 10^-3 А, к = 10%), материалнинг қаршилиги катта бўлиб, техник фойдаланишга тўсқинлик қилади;
Автотебранишларнинг ҳосил бўлиши ва унинг катталикларига ташқи таъсирлар мақсадли ва тўлиқ ўрганилмаган.
Янги типдаги яримўтказгичли электрон қурилмалар ишлаб чиқиш учун, ушбу ҳодисадан фойдаланиш имкониятлари очилмаган.
Бугунги кунга келиб, бир қатор яримўтказгичли материаллар ва структураларда ток автотебранишлари тадқиқ этилган. Ушбу автотебранишлар уйғониши ва ўз-ўзини ташкил қилиш шартлари билан бир-биридан фарқ қилади. Ҳозирги кунда, ток автотебранишларини ўрганишга бағишланган кўплаб тажриба ва назарий мақолалардан қуйидаги асосий механизмларни санаб ўтишимиз мумкин:
1. Заряд ташувчилар рекомбинация вақтининг, ҳароратга ночизиқли боғланган яримўтказгичли тизими.
2. Заряд ташувчилар рекомбинация вақти ва ҳаракатчанлигининг, ҳароратга ночизиқли боғланган яримўтказгичли материаллар.
3. Яримўтказгичларда ҳарорат-электр нотурғунликлари ҳисобига пайдо бўладиган автотебраниш жараёнлари.
4. Радиочастоталар соҳасида Кюри нуқтаси яқинидаги сегнетоэлектрикнинг ҳарорат таъсирида ночизиқлилиги асосидаги триггер тизими.
5. Лазер билан иситиш вақтида яримўтказгичлар ва диэлектрикларнинг ночизиқли хоссаларига боғлиқ автотебранишлар.
6. Концентрация ва концентрация-майдон нотурғунликларига эга фаол яримўтказгич материаллар
2-жадвал.
Бир қатор илмий ишларда яримўтказгичлардаги ток нотурғунликлари ҳақидаги маълумотлар