ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТОВ МАГНИТОПЛАЗМЕННОГО ОТРАЖЕНИЯ И МАГНИТНОГО ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛУПРОВОДНИКОВ

УДК 537.633.2

  • Мадьяров Владимир Рафкатович − кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры физики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: Madyarov@belstu.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2022-260-2-65-69

Ключевые слова: волны миллиметрового диапазона, эффект Фарадея, магнитоплазменное отражение, концентрация носителей, эффективная масса.

Для цитирования: Мадьяров В. Р. Применение эффектов магнитоплазменного отражения и магнитного вращения для определения электронных характеристик полупроводников // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2022. № 2. (260). С. 65–69. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2022-260-2-65-69.

Аннотация

Применение магнитооптических эффектов в ИК- и СВЧ-диапазонах позволяет получить информацию о таких параметрах электронного переноса в полупроводниковых материалах и многослойных наноструктурах, как подвижность, эффективная масса и время релаксации. Постановка измерений с продольной и поперечной ориентациями магнитного поля относительно волнового вектора падающей волны является более результативной в сочетании с зондированием образца на прохождение волны. Минимальный коэффициент пропускания достигается при определенных соотношениях между частотой зондирующей волны, циклотронной и магнитоплазменной частотами, которые зависят от эффективной массы и концентрации носителей заряда. Расчеты показывают, что в продольном магнитном поле можно определить эффективную массу, измерив величину частотного сдвига Δω края магнитоплазменного отражения в дальней ИК-области. Для наблюдения эффекта уменьшения пропускания ИК-волны вследствие магнитоплазменного резонанса применялось увеличение концентрации носителей с помощью изменения мощности фотовозбуждения. Оценка эффективной массы по величине Δω дает значение, удовлетворительно согласующееся с известными данными. Показано, что в образце n-Si при продольной ориентации магнитного поля постоянная вращения монотонно возрастает с частотой в диапазоне 50–80 ГГц и примерно на порядок превышает значение, полученное для поперечного магнитного поля. Полученные данные позволяют выбрать наиболее эффективную и технически простую схему измерений.

Скачать

Список литературы

  1. Separation of the bulk lifetime and surface recombination velocities semiconductor wafer by a single microwave photoconductance / F. X. Chen [et al.] // Semicond. Sci. and Technology. 2004. Vol. 19, no. 9. P. 959–963. DOI: 10.1088/0268-1242/19/8/002.
  2. Манухов В. В., Федорцов А. Б., Иванов А. С. Лазерно-интерференционный метод определения длины диффузии носителей заряда в полупроводниках В. В. Антонов [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2015. Т. 49, вып. 9. С. 1153–1158.
  3. Сверхбыстродействующие фотоприемники на основе эффектов взаимодействия микроволнового электромагнитного излучения с фотовозбужденной плазмой в полупроводниках // Журнал технической физики. 1998. Т. 68, № 11. С. 94–99.
  4. Костюченко В. Я., Протасов Д. Ю. Фотоэлектромагнитный комплекс методов определения рекомбинационно-диффузионных параметров носителей заряда в эпитаксиальных пленках кадмий – ртуть – теллур р-типа // Вестник НГУ. Сер.: Физика. 2011. Т. 6, вып. 1. С. 104–115.
  5. Palais О., Arcari А. Contactless measurement of bulk lifetime and surface recombination velocity in silicon wafers // J. Appl. Phys. 2003. Vol. 93, no. 8. P. 4686–4690. DOI: 10.1063/1.1562741.
  6. Зеегер К. Физика полупроводников. М.: Мир, 1977. 615 с.
Поступила после доработки 12.04.2022