Глава 2. Методика исследования.

Создание исследуемых структур.

В качестве объектов исследования выступали синтетические монокристаллы алмаза типа Ib, выращенные методом высоких давления и температур (HPHT) на РУП «Адамас БГУ». Синтезировались монокристаллы НРНТ алмаза методом температурного градиента в беспрессовых аппаратах высокого давления типа «разрезная сфера» (БАРС) при температуре 1750-1800 К и давлении 5, 4-5, 5 ГПа. Некоторые образцы дополнительно подвергались термобарической обработке (ТБО) в аппаратах БАРС при температуре 2100-2200 К и давлении 6, 5-6, 7 ГПа в течение 4 часов. Из кристаллов вырезались пластинки. Обе их поверхности механически полировались. Толщины пластин после обработке составляли 250 ‑ 400 мкм.

На освещаемой поверхности алмазных пластин создавались встречно-штырьевые системы контактов (ВШСК), вид которых представлен на рисунке 6. На противоположной стороне – сплошной контакт. Это позволяет включать экспериментальные образцы в планарной (участвует ВШСК на освещаемой поверхности) и «сэндвич» (участвует один штырьевой контакт на освещаемой поверхности и сплошной контакт на противоположной) структурах. Для части образцов контактные области создавались методом ионной имплантации (ИИ) бора. Расстояние между штырьевыми контактами в этом случае составляло d = 110 мкм. Осуществлялась полиэнергетическая имплантация ионов бора с энергиями Е = 25-91 КэВ, суммарной дозой 2*10¹⁶ см^-2. После имплантации образцы подвергались активационному отжигу при температуре 1400 ^оС в течение 30 минут в вакууме. На другой группе образцов контактные структуры создавались методом напылением металла. Штырьевые контакты в этом случае располагались на расстоянии d = 70 мкм.

Рисунок 6 – Контактная структура

Исследуемые образцы:

SDB-1 и SDB-2

Алмазные пластины для этих фотоприемников вырезаны из одного кристалла синтетического HPHT алмаза типа Ib. На их примере можно исследовать распределение фотоэлектрических свойств по кристаллу. Контактные структуры для этих фотоприемников были созданы путем имплантации ионов бора.

SDB-3

Для этого образца использовалось синтетическое алмазное сырье отличное от предыдущих фотоприемников. Проводящая структура так же создавалась методом ионной имплантации.

SDM

Фотоприемник изготавливался из синтетического HPHT алмаза типа Ib. Контактная структура на нём создавалась методом напыления металла.

NDB

Основой для этого фотоприемника являлся природный алмаз типа IIa с малым содержанием азота. Встречно-штырьевая система контактов на освещаемой поверхности создавалась методом ионной имплантации бора.

NDM

Исследуемый фотоприемник изготавливался из природного алмаза типа IIa. На освещаемую поверхность наносилась металлическая система контактов. На поверхности кристалла было создано 3 фотопроводящие структуры.

Методика измерений.

Для изготовленных структур исследовались характеристики:

Ø спектры фоточувствительности;

Ø вольт-амперные характеристики;

Ø изменение сигнала фототока со временем.

Источником излучения являлись лампы ДДС-30 и ДКШ-1000. Они покрывают диапазон излучений от 200 до 1000 нм, что позволяло тестировать детекторы не только в УФ-области спектра, но и в более длинноволновой его части.

Экспериментальные данные регистрировались на компьютер при помощи программного обеспечения разработанного сотрудником кафедры физики полупроводников и наноэлектроники KSWU. Затем полученные данные обрабатывали при помощи программы Origin.

Программы для измерений и обработки результатов.

KSWU.

Программа KSWU предназначена для регистрации данных с тестируемого детектора и позволяет управлять параметрами измерения. Её интерфейс представлен на рисунке 7.

Рисунок 7. Интерфейс программы KSWU.

Данное программное обеспечение позволяет задавать следующие параметры измерения:

Ø интервал длин волн излучения, которыми облучается образец в ходе исследования;

Ø шаг длины волны, в соответствии с которым происходит перестройка монохроматора;

Ø время задержки (необходимое для стабилизации сигнала после смены длины волны подводимого излучения) и время измерения (данные полученные за этот промежуток времени усредняются).

При измерении полученные данные в режиме реального времени отображаются на экране в виде графика. Программное обеспечение позволяет создавать целые проекты, где могут содержаться несколько массивов данных, отвечающие различным измерениям. В случае нескольких измерений в программе существует опция отображения нескольких последовательных измерений на одном графике. Проекты сохраняются в файлы с расширением mes. Программа позволяет экспортировать полученные массивы данных в файл с расширением dat. Для каждого измерения проекта необходимо проводить отдельное преобразование. Массивы данных в файлах с расширением dat доступны для дальнейшего преобразования результатов измерений в программе Origin.

2.3.3 Origin

Origin — пакет программ фирмы OriginLab Corporation для численного анализа данных и научной графики, работающий на компьютере под управлением операционной системы Microsoft Windows [!!! ]. Интерфейс программного обеспечения представлен на рисунке 8.

Для выполнения операций можно как использовать инструмент графического интерфейса пользователя (диалоги/меню), так и вызывать их в программах. В Origin включён собственный компилятор C/C++ с поддержкой и оптимизацией векторных и матричных вычислений.

Рисунок 8. Интерфейс программы Origin.

Origin поддерживает создание двухмерной и трёхмерной научной графики, которая создаётся с помощью готовых шаблонов, доступных для редактирования пользователем. Также возможно создавать новые собственные шаблоны. После создания изображения оно может быть отредактировано с помощью меню и диалогов, вызываемых двойным щелчком мыши на его элементах. Можно экспортировать полученные графики и таблицы в ряд форматов, таких как PDF, EPS, WMF, TIFF, JPEG, GIF и др.

С помощью Origin можно проводить численный анализ данных, включая различные статистические операции, обработку сигналов и т. п.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: