بخشی از مقاله
چکیده
اخیرا توجه بسیاري به آشکارسازهاي نوري سد شاتکی با توجه به ویژگیهاي خوب و ساخت آسان آنها شده است. در این مطالعه نمونههایی از قطعات سد شاتکی که با روش لایه نشانی بخار فیزیکی - - PVD آماده شدهاند، مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا لایه نازك نیکل و آلومینیوم به ترتیب به عنوان اتصال شاتکی و اهمی در طرفین ویفر سیلیکونی لایه نشانی شده است. تغییرات جریان بصورت یک تابع ولتاژ معکوس در حالت تاریک و سپس با تابش لیزر اندازهگیري شده است. دیده میشود که با اعمال لیزر جریان فوتونی تولیدي به شدت افزایش مییابد. بنابراین میتوان از این قطعه به عنوان آشکارساز نوري بسیار مناسب استفاده کرد.
مقدمه
اساس کار آشکارسازهاي نوري مبتنی بر اندرکنش نور و ماده در آشکارساز میباشد. فوتونها انرژي خود را به ماده آشکارساز میدهند تا جفت الکترون- حفرهها حاصل شوند. مجموعه این جفت الکترون- حفرهها یک سیگنال الکتریکی تولید می کند. انواع مختلفی از آشکارسازهاي نوري نظیر آشکارسازهاي اتصالات ناهمجنس و سد شاتکی وجود دارند.
در سالهاي اخیر با توجه به ویژگیهاي خوب و ساخت آسان آشکارسازهاي نوري سد شاتکی توجه بسیاري به آنها شده است.[1–4] سدهاي شاتکی یک سد پتانسیل پایینتر از باند گاف نیمرسانا دارند و یک منطقه بار آزاد در طرف نیمرسانا ایجاد میکنند. ناحیه بار فضایی عامل تولید حاملها و میدان الکتریکی بالا در طرف نیم رسانا است. دیده میشود که پاسخدهی فوتوولتاییک ساختارهاي سد شاتکی به دلیل ساز و کارهاي انتقال جریان گرمایی مشکلبسیار پایین است. این با در نظر گرفتن یک لایه اکسید بین لایههايحل فلز و نیمرسانا میشود.[5]
این ترکیب نوع خاصازی ساختار سلولهاي خورشیدي است. زمانی که یک ولتاژ مثبت به طرف فلز اعمال میشود - تغذیه معکوس - باند انرژي در لایه نیم رسانا خم شده و یک چاه پتانسیل بین اکسید و نیمرسانا تشکیل میشود. جفت الکترون- حفرههاي تولید شده در طرف فلز بر اثر برخورد نور فرودي در چاه پتانسیل ذخیره میشوند. مجموعه این بارهاي آزاد سیگنال الکتریکی مناسبی ایجاد میکنند.[6]
ساخت نمونه - لایهنشانی به روش - PVD
در ادامه قطعه ساخته شده را در حالت تاریک - در غیاب نور - مورد بررسی قرار داده و مشخصه ولتاژ- جریان در حالت بایاس معکوس بدون تابش لیزر اندازه گیري گردید. وقتی که ولتاژي به دوسر یک آشکار ساز اعمال می شود بطور طبیعی یک جریان معکوس - نشتی - کهمعمولاً در حدود میکروآمپراست مشاهده میشود. اندازة این جریان نشتی متناسب با حجم بدنه وسطح اپتیک و فتونیک آشکارساز است.
منابع جریان نشتی حامل هاياقلیتی هستند که در موقع وصل یک میدان الکتریکی از یک قطب در جهت مخالف حاملهاي اکثریت حرکت کرده و جریان نشتی را تشکیل میدهند. زمانی که این قطعات در تغذیه معکوسخازنی قرار گیرند، ظرفیت کاهش یافته و عرض ناحیه تهی افزایش مییابد. این پدیده موجب افزایش میدان الکتریکی و مجموع حاملها در لایه وارونگی طرف نیم رسانا شده و در نتیجه جریان فوتونی تولیدي افزایش مییابد.
