Публикации автора

На основе точного решения уравнения Ланжевена рассчитана спектральная плотность флуктуаций фототока обратносмещенного p-n-перехода с короткой базой SJph(ω) для случая омического и блокирующего контактов к базе. Показано, что так же, как и в случае p-n-перехода с длинной базой, в случаях омического и блокирующего контактов к базе SJph (ω) в достаточно широком частотном диапазоне определяется формулой Шоттки. При этом вне зависимости от структуры p-n-перехода на высоких частотах шумы фототока обусловлены случайным характером процессов рассеяния, а на низких частотах — случайным характером процессов фотогенерации и рекомбинации.

На основе точного решения уравнения Ланжевена рассчитана спектральная плотность флуктуаций диффузионного тока обратносмещенного p-n-перехода с короткой базой SJd для случаев омического и блокирующего контактов к базе. Показано, что так же, как и в случае р-n-перехда с длинной базой в случае омического и блокирующего контактов к базе SJd в достаточно широком частотном диапазоне указанная спектральная плотность определяется формулой Шоттки. При этом на высоких частотах шумы диффузионного тока обусловлены случайным характером процессов рассеяния, а доминирующий механизм шума на низких частотах определяется типом контакта к базе.

На основе точного решения уравнения Ланжевена рассчитана зависимость спектральной плотности флуктуаций (СПФ) диффузионного тока и фототока р+-п-перехода с базой конечной длины от приложенного напряжения для случая омического и блокирующего контактов к базе. Показано, что ширина частотного диапазона, в котором СПФ диффузионного тока р+-п-перехода с короткой базой и блокирующим контактом имеет меньшее значение, чем СПФ диффузионного тока аналогичного р+-п-перехода с длинной базой, зависит от величины и знака смещения на р-п-переходе.

Рассчитаны вольт‐фарадные характеристики МДП‐структур на основе эпитаксиального n-Hg0,77Cd0,23Te с учетом вырождения и непараболичности при разных аппроксимациях значений интегралов Ферми‐Дирака. Оценена емкость, связанная с туннелированием через ловушки, для МДП‐структур на основе n-Hg0,775Cd0,225Te. В результате численного решения уравнения Пуассона построены вольт‐фарадные характеристики МДП‐структур на основе эпитаксиального HgCdTe с приповерхностными варизонными слоями, учет наличия которых необходим для правильной интерпретации экспериментальных данных.

На основе точного решения уравнения Ланжевена рассчитаны корреляторы случайных полей (СП) концентрации и тока подвижных носителей заряда в гомогенном полупроводнике и в ИК фотодиоде с базой конечной длины. Показано, что в базе p–n-перехода рассматриваемые СП являются неоднородными даже при нулевом смещении, когда кон- центрация и ток подвижных носителей заряда не зависят от координаты. Установлено, что равновесные СП концентрации и тока подвижных носителей заряда в объеме гомогенного полупроводника являются однородными, а в приповерхностных областях — неоднородными даже при нулевой скорости поверхностной рекомбинации. Обоснована оптимальная структура ИК-фотодиода с коррелированной обработкой сигнала и шума.

Рассмотрена физика работы новой смотрящей ИК гибридной матрицы на основе HgCdTe р-n-переходов. Проанализированы предельные пороговые характеристики таких матриц на спектральные диапазоны 3 - 5 и 8 - 14 мкм. Архитектура рассматриваемых матриц намного проще чем у существующих: накопительные емкости занимают всю площадь под фоточувствительной ячейкой, а в качестве элементов коммутации используются сами фоточувствительные р-n-переходы. Накопительные емкости могут быть изготовлены на основе диэлектриков с относительно высокой диэлектрической проницаемостью (типа TiO2 и интегрированных сегнетоэлектриков). В отличие от фото-ПЗС и -ПЗИ, в рассматриваемой матрице не используется перенос заряда между пространственно разнесенными электродами. Определены параметры фоточувствительных и накопительных элементов, при которых реализуются наибольшие времена накопления и пороговые характеристики, близкие к теоретическому пределу. Показано, что в принципе рассматриваемая матрица обладает уникальными параметрами и в ней могут быть подавлены шумы усилителя типа 1/f. Так, матрицы, площадь фоточувствительного р-n-перехода которых составляет 20х20 мкм2, могут работать в BLIP-режиме и иметь время накопления фотосигнала и формат, равные постоянной времени человеческого глаза и 1024х1024 элементов для диапазона 3 - 5 мкм и, соответственно, 300 мкс и 256х256 элементов для диапазона 8–10 мкм при температуре фона 300 К.

На основе метода Ланжевена рассчитаны корреляторы стационарных фотоиндуцированных случайных полей (СП) концентраций и токов подвижных носителей заряда в ИК-фотодиодах и в гомогенных полупроводниках. Установлено, что корреляторы тепловых и фотоиндуцированных СП концентраций подвижных носителей заряда определяются одинаковыми выражениями при любой структуре p─n-перехода и произвольной полярности приложенного напряжения, в то время как корреляторы СП фотоиндуцированных и темновых токов определяются одинаковыми выражениями только в случае обратносмещенного p─n-перехода с длинной базой.

Проведен сравнительный анализ свойств корреляторов стационарных тепловых и фотоиндуцированных случайных полей (СП) концентраций и токов подвижных носителей заряда в ИКфотодиодах и гомогенных полупроводниках. Показано, что корреляторы тепловых и фотоиндуцированных СП концентраций подвижных носителей заряда определяются одинаковыми по смыслу выражениями при любой структуре p–n-перехода и произвольной полярности приложенного напряжения, в то время как корреляторы СП фотоиндуцированных и темновых токов определяются одинаковыми по смыслу выражениями только в случае обратносмещенного p–n-перехода с длинной базой.