بخشی از مقاله
چکیده
در این تححقیق دیود سد شاتکی بصورت ترکیب ساندویچی آلومینیم/ پلیایندول/ طلا ساخته شده است. خصوصیات یکسوکنندگی این سیستم با استفاده از اندازه گیري جریان- ولتاژ و ظرفیت- ولتاژ را در دماي اتاق بدست آوردیم. برخی از خواص پیوند، از قبیل فاکتور ایدآل، جریان اشباع معکوس،سد پتانسیل، ولتاژ اتصال و غلظت حامل بار نیز محاسبه و ارائه گردیده است.
مقدمه
بسیاري از خواص پیوند p-n را میتوان به سادگی با ساخت پیوند فلز-نیمرسانا بدست آورد، همچنین پیوند فلز-نیمرسانا وقتی که نیاز به سرعت بالا براي یکسو کنندگی داریم بسیار مفید است. [1] در سالهاي اخیر ساخت قطعات الکتریکی با استفاده از مواد آلی پلیمري بدلیل خواص الکتریکی، اپتیبفرد،کیو مغناطیسی منحصر نگه و تعدد حلالها و یونهاي دوپه کننده بسیار مورد توجه بوده است. برخی از این وسایل شامل ترانزیستور اثر میدان، دیودهاي گسیل نوري و دیودهاي شاتکی میباشند.[2] چون پلیایندول پایداري بسیار بالایی دارد و همچنین به عنوان یک پلیمر نیمرسانا عمل می-کند مطالعه خواص فلز پلیایندول مورد توجه است.
روش انجام آزمایش
پلیایندول و کلرید آهن - Merck - به ترتیب با 0/2M و 0/15M در استونیترمدتیلحل کرده و به 5 ساعت محلول را در دماي اتاق میداریم، بعد از جداسازازي حلال محصول واکنش و خشک کردن آن، ماده حاصل را شستشو داده تا یونهاي اضافازی پلیمر آلاییده شده جدا شوند. بعد از خشک کردن مجدد، محلول25mg/mL از پلیمر را در THF تهیه نموده و به روش لایه نشانسرعتیچرخشی با 800 دور بر دقیقه در مدت 10 دقیقه بر روي لایهاي از طلا مینشانیم. ضخامت فیلم پلیمري تهیهشده6ʽm تخمین زده شده است. در ک نهایت ی لا ه از آلومینیوم با مساحت مشخص بر روي فیلم پلیمري میچسبانیم. مشخصه جریان- ولتاژ - J-V - قطعه ساخته شده بوسیله اسیلسکوپ دیجیتال - - GDS - 840C، همچنین مشخصه ظرفیت- ولتاژ دیود شاتکی مذکور با استفاده از RLC متر دیجیتال - ELC- - 133A اندازهگیري شد.
ترمویونی توصیف شود.[3] براي فرآیند SCLC باید نمودار LnJ برحسب LnV خطی باشد. غیرخطی بودن این نمودار احتمال وجود فرآیند SCLC را رد میالکند - شکل. - 2 احتم دیگري براي غیرخطی بودن این نمودار گسیل حجم محدود پوله فرنکل است. در این مورد نمودار - V Ln - J برحسب V 1/ 2 باید خطی باشد، اما غیرخطی بودن آن نشان از عدم وجود این فرآیند
است - شکل. - 3 این مشاهدات بیان میکند که نظریه گسیل ترمویونی میتواند براي محاسبه پارامترهاي پیوند بکار رود
مشخصه جریان- ولتاژ
خصوصیات چگالی جریان- ولتاژ قطعه Al/PIN/Au غیرمتقارن و غیر خطی است - شکل. - 1 یک سیستم یکسوکننده جریان الکتریکی نامیده میشود هرگاه جریان الکترونها از آن قویا غیرخطی باشد.
این وسایل هنگامی که جریان مستقیم بطور نمایی در ولتاژهاي پایین و بطور خطی در ناحیه ولتاژهاي بالاتر افزایش مییابد یک رفتار یکسوکننده نشان میدهد. براي داشتن یک رفتار یکسوکننده در سطح فلز- پلیمر باید تابع کار فلز کوچکتر از نیمرساناي نوع p باشد. وقتی آلومینیوم که تابع کار آن 4/2 - ev - است را با طلا که تابع کار آن 5/1 - ev - است جایجا شود نمودار اهمی میشود
نشان واین میدهد که تابع کار پلیمر وبین 5/1 - ev - 4/2 قرار دارد. خصوصیات غیرخطی J −V پلیمر- فلز میتواند به وسیله رسانندگی محدود بار فضا - - SCLC، گسیل پوله فرنکل یا گسیل انحراف فاکتور ایدهآل از مقدار یک ممکن است به دلیل شتاب گرفتن الکترونها وحفرهها در ناحیه تهی و بازترکیب آنها در این ناحیه باشد یا به واسطه یک لایه سطحی باشد که معرف حالتهاي
سطحی در مرز مشترك فلز- پلیمر باشد.
افزایش جریان با افزایش ولتاژ در هر دو بایاس مستقیم و معکوس به دلیل وجود ناحیه تهی باریک در محل پیوند است که احتمال تونل زنی را افزایش میدهد و بر اثر آن نسبت یکسوکنندگی کاهش مییابد. بیان این نکته ضروري بنظر میرسد با توجه به اینکه مدلهاکهیی نمودار چگالی جریان- ولتاژ بر اساس آنها توجیه شد، هر کدام بر طبق فرضیات مشخصی بدست آمدهاند بنابراین نمیتوان یک مدل را بطور کامل رد کرد یا پذیرفت. ولی از نمودار بدست آمده مشخص است که مدل ترمویونی بر قطعه مسلطتر است.
مشخصه ظرفیت- ولتاژ
خصوصیات ظرفیت- ولتاژ - - C −V فلز- پلیمر در فرکانس 1 kHz بررسی شد. نمودار 1/ c1/ 2 برحسب ولتاژ بایاس معکوس خطی است و تشکیل پیوند شاتکی را نشان میدهد. با استفاده از
