Фотоэлектрические свойства тонких пленок сульфида свинца
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Министерство образования и науки Украины
Одесский национальный университет им. Мечникова
Кафедра экспериментальной физики
Дипломная работа
Фотоэлектрические свойства тонких пленок сульфида свинца
Студента 5 курса
Физического факультета
Снигуренко Дмитрия Леонидовича
Научный руководитель
Старший преподаватель
Пастернак Валерий Александрович
Одесса 2008
Содержание
Введение
Глава 1. Основные модели токопереноса и фоточувствительности поликристаллических пленок сульфида свинца
.1 Модель электростатического потенциального барьера
.2 Модель Осипова - Неустроева
.3 Модель Мотта
Глава 2. Технология получения и физические свойства тонких пленок PbS
2.1 Нанесение пленок сульфида свинца методом химического осаждения из раствора
.2Технология приготовления пленок сульфида свинца методом пульверизации раствора на нагретую подложку
2.3Технология получения пленок PbS методом вакуумного испарения
.4Измерительная установка и методика измерений
Глава 3. Электрические и фотоэлектрические свойства пленок сульфида свинца
3.1 Вольтамперные характеристики плёнок сульфида свинца
.2 Температурные зависимости образцов PbS31
.3 Люксамперные характеристики тонких пленок сульфида свинца
.4 Зависимость свойств от времени хранения на воздухе образцов PbS
Выводы
Литература
Введение
фотоэлектрический пленка сульфид свинец
Большой шаг навстречу электронным устройствам, который был сделан еще в прошлом столетии, коснулся абсолютно всех сфер жизнедеятельности человека. Бытовая техника, компьютеры, медицинское оборудование, системы безопасности, элементы интерьера со встроенными электронными устройствами, современные военные технологии сегодня обязаны удивительным свойствам полупроводниковых материалов.
Инфракрасная техника в последние годы стала мощным инструментом научных исследований и получила широкое распространение во многих практических приложениях. Своим прогрессом она обязана появлению новых материалов, чувствительных в ИК-области спектра, и технологий их изготовления. В первую очередь это относится к технологиям получения тонкопленочных полупроводниковыхx структур. Приборы инфракрасной техники, использующие эти материалы в качестве активных элементов,служат для регистрации и преобразования излучения ИК-диапазона в аналоговые или цифровые сигналы, легко поддающиеся компьютерной обработке. Реализованная в подобных устройствах обратная связь превращает их в удобные элементы управления различными техническими системами и механизмами.
Одно из достойных мест в ряду узкозонных полупроводников, используемых для создания на их основе тонкопленочных детекторов, занимает сульфид свинца. Детекторы на их основе работают в спектральном интервале 0.6-3 мкм и интервале температур 77-350 К. В список наиболее распространенных областей применения ИК-фотоприемников на основе халькогенидов свинца (PbS, PbSe, РbТе. и т.д.) входят звездные, спектрографические датчики, медицинские, исследовательские инструменты, сортирующие, счетные, контролирующие приборы, регистраторы пламени, системы определения положения тепловых источников.
Несмотря на появление в последние годы большого разнообразия фотоэлектрических приемников (ФП) из других полупроводниковых материалов, пленочные ФП из халькогенидов свинца не теряют своей актуальности благодаря высокому уровню фотоэлектрических параметров в спектральных диапазонах 1-3 и 3-5 мкм, отсутствию необходимости глубокого охлаждения и сравнительно низкой стоимости.
Начало развития техники изготовления фотоприемников из халькогенидов свинца следует отнести к первой половине 30-х годов XX столетия, когда немецким исследователем Кутцшером было открыто явление фотопроводимости в естественных кристаллах сульфида свинца (галенит). Обнаруженная им относительно высокая чувствительность этих кристаллов в ближней ИК-области спектра вызвала значительный интерес.
Интенсивное развитие методов изготовления тонких фоточувствительных слоев (ФЧС) РbS происходило в годы 2-ой мировой войны в Германии, а затем (с 1944 г) в Англии и США.
В США высокочувствительные фоторезисторы (ФР) были изготовлены Кэшменом путем перегонки слоя РbS в запаянной ампуле в среде разреженного кислорода. Аналогичные ФР, изготавливавшиеся в Англии, были описаны Сосновским, Старкевичем и Симпсоном в 1946 и 1947 г. [1].
Первые ФР из селенистого свинца были изготовлены методом испарения в вакууме на стеклянные подложки Симпсоном [2] и Моссом и Чесмером [3]. Эти ФР обладали относительно высокой чувствительностью при температуре ниже 195К.
Не останавливаясь далее на истории развития работ по ФП на основе РbS и РBSe (прекрасны обзор Л. Н. Курбатова [4], посвященный этому вопросу), следует отметить, что все последующие годы на многочисленных зарубежных фирмах велись интенсивные работы по созданию более совершенных технологий изготовления таких фотоприемников.
В Советском Союзе разработки ФР из халькогенидов свинца (PbS, PbSe и PbTe) были начаты в 1944-1946 г. в нескольких организациях. Работы проводились в ГОИ им. С. И. Вавилова в лаборатории С. П. Тибилова, в ФТИ АН СССР им. А. Ф. Иоффе в лаборатории Б. Т. Коломийца, в НИИ РЭ МСП в лаборатории А. С. Егорова-Кузьмина, в НИИПФ МОП в л?/p>