Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

InAsSbP քվանտային կետերի աճեցումը, հետազոտումը և դրանց հիման վրա պատրաստված միջին ինֆրակարմիր տիրույթի ֆոտոընդունիչների ուսումնասիրումը

Հարությունյան, Վարդան Գագիկի (2012) InAsSbP քվանտային կետերի աճեցումը, հետազոտումը և դրանց հիման վրա պատրաստված միջին ինֆրակարմիր տիրույթի ֆոտոընդունիչների ուսումնասիրումը. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (1522Kb) | Preview

    Abstract

    Քվանտային կետերի աճեցումը և հետազոտումը ներկայումս մեծ ուշադրության են արժանանում, քանի որ դրանց օգտագործմամբ հնարավոր է դառնում անցում կատարել կիսահաղորդչային նոր տիպի կատարելագործված հատկություններով սարքերի: Քվանտային կետերով պատրաստված ֆոտոընդունիչները իրենց հնարավորություններով առաջ են անցնում վերջին ժամանակներս պրակտիկ նշանակություն ստացած քվանտային փոսերով ֆոտոընդունիչներից' ցուցաբերելով ավելի փոքր մթնային հոսանքներ, ավելի մեծ ֆոտոզգայնություն ու արագագործություն և այլն: Այդ պատճառով քվանտային կետերով ֆոտոընդունիչները բավականին արդիական են և մեծ նշանակություն ունեն բժշկությունում որոշ հիվանդությունների բացահայտման և ախտորոշման, պայթունավտանգ գազերի արագ գրանցման, հատուկ նպատակների և շատ այլ կարևոր խնդիրների լուծման համար: Հեղուկային էպիտաքսիայի ձևափոխված տեխնոլոգիայով InAs(100) տակդիրի վրա InAsSbPբաղադրությամբ քվանտային կետերի աճեցումը: Քվանտային կետերի ուսումնասիրումը և դրանց հիման վրա միջին ինֆրակարմիր տիրույթի ֆոտոընդունիչների պատրաստումը: Քվանտային կետերի բյուրեղաֆիզիկական, օպտիկական, ունակային և մագնիսական հատկությունների ուսումնասիրումը: Աշխատանքում առաջադրվելն լուծվել են հեւռնյալխնղիրները: Օհմական հպակների ձևավորմամբ պատրաստել ֆոտոդիմադրությունների ձևով միջին ինֆրակարմիր տիրույթի ֆոտոընդունիչներ: Չափել Ֆոտոընդունիչների վոլտ-ամպերային, վոլտ-ունակային բնութագրերը, ինչպես նաև մագնիսադիմադրության կախվածությունը մագնիսական դաշտի մեծությունից: Ինֆրակարմիր լազերային ճառագայթման ազդեցությամբ չափել ֆոտոընդունիչների դիմադրությունների փոփոխությունները, լարման ու հոսանքի զգայունությունները: В настоящее время квантовые точки в связи с их уникальными свойствами активно исследуются как с научной точки зрения, так и для усовершенствования свойств ряда полупроводниковых приборов. Для решения ряда прикладных задач оптоэлектроники особый интерес представляют фотоприемники инфракрасного излучения. В частности, фотоприемники среднего инфракрасного диапазона используются для астрономических исследований, детектирования теплового излучения, а также для оптического детектирования некоторых индустриальных газов и биоматериалов. Основной целью диссертационной работы является выращивание и исследование /InAsSbP квантовых точек, а также изготовление фотодетекторов среднего инфракрасного диапазона на их основе. Ниже приведены полученные в диссертационной работе основные результаты. Методом модифицированной жидкофазной эпитаксии на подложке /InAs 100) были выращены четырехкомпонентные /InAsSbP квантовые точки (КТ). Для выращивании КТ разница постоянных решеток смачивающего слоя и подложки выбраны так, чтобы обеспечивался механизм Структурные характеристики выращенных линзообразных, эллипсоидальных и колцеообразных наноструктур были исследованы сканирующим элекронным (СЭМ) и атомно-силовым (АСМ) микроскопами. При выращивании наноструктур был замечен процесс Оствальдовского созревания. При увеличении времени роста КТ была обнаружена трансформация вида функции распределения КТ от их среднего диаметра от функции Грама-Чарлиера к Гауссовскому, с последующим переходом к распределению типа Лифшица-Слезова. Увеличение концентрации сурьмы и фосфора в жидкой фазе приводит к формированию квантовых колец. Nowadays, due to thier attractive properties quantum dots have been intensively investigated both for scientific point of view and for improving the properties of align of semiconductor devices. Infrared photodetectors are of special interest for solving many applied problems of optoelectronics. In particularly, mid-infrared photodetectors are used for astronomical investigations, detection of black-body radiation, for special applications, as well as for optical detection of some industrial gases such as methane, glucose in blood and other biomaterials. The main purpose of the thesis is the growth and investigation of InAsSbPquantum dots (QDs), as well as the preparation of mid-infrared photodetectors based on them. The thesis’s key results are given below: Quaternary InAsSbP QDs have been grown on /nAs(100) substrate by modified liquid phase epitaxy. To grow QDs the lattice mismatch of wetting layer and substrate were chosen to provide the Stranski-Krastanow growth mode of nucleation mechanism. Lens-shape, ellipsoidal and ring-like grown nanostructures were investigated by scanning electron (SEM) and atomic force (AFM) microscopes. Statistical AFM studies have shown that the QDs have (6-8)xl09cm՜2 surface density with heights from 0.5 nm to 30 nm and widths from 10 nm to 50 nm. During nanostructures growth the Ostwald rippening process was observed. The increment of growth time led to transformation of QDs' distribution function versus their diameter from Gram-Charlier to Gaussian and then followed by Lifshitz-Slezov like distribution. The increment of antimony and phosphorous in liquid phase led to the formation of quantum rings. A novel type of quantum molecule consisted of a quantum dot surrounded by nano-pits were grown at 4 % lattice mismatch of watting layer and substrate. The Fourier-transform infrared spectrometry (FTIR) was applied to investigate the absorption spectra of that nanostructure. On the FTIR spectra the “red shift” of the absorption edge was also observed. A deflection from linear current-voltage characteristic for QD stucture was observed at liquid nitrogen temperature. Two type mid-infrared photodetectors without (PD-1) and with QDs (PD-2) in the form of photoconductive cells were made. Capacitance-voltage characteristics of the photodetectors were investigated as well. At 300 K temperature for PD-1 capacitance change versus applied voltage was not detected, but for PD-2 two obvious dips at 0.28 V and 0.54 V were detected. At 77 K temperature a capacitance hysteresis and opposite-directed “oscillations” were observed on capacitance- voltage curve of QDs based photodetector at increasing and further decreasing of the applied voltage.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Выращивание и исследование InAsSbP квантовых точек и созданных на их основе фотодетекторов среднего инфракрасного диапазона.
    Uncontrolled Keywords: Арутюнян Вардан Гагикович, Harutyunyan V. G.
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 06 May 2017 14:15
    Last Modified: 16 May 2017 09:35
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4628

    Actions (login required)

    View Item