Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме
Исследовано токи в компенсированном p-Si<Ni> под воздействием прямоугольного импульса гидростатического давления. Процесс возникновения и установления анализировался методом фазовых траекторий. Показано, что фазовые траектории могут быть рассмотрены как термодинамический круговой процесс. Эти...
Saved in:
| Published in: | Физическая инженерия поверхности |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101873 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме / М.Г. Дадамирзаев, А.Г. Гулямов // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 4. — С. 371-374. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859848509702799360 |
|---|---|
| author | Дадамирзаев, М.Г. Гулямов, А.Г. |
| author_facet | Дадамирзаев, М.Г. Гулямов, А.Г. |
| citation_txt | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме / М.Г. Дадамирзаев, А.Г. Гулямов // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 4. — С. 371-374. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физическая инженерия поверхности |
| description | Исследовано токи в компенсированном p-Si<Ni> под воздействием прямоугольного импульса гидростатического давления. Процесс возникновения и установления анализировался методом фазовых траекторий. Показано, что фазовые траектории могут быть рассмотрены как термодинамический круговой процесс. Эти термодинамические циклы деформационных эффектов в полупроводниках удобно изображать на фазовых портретах, которые образованны из совокупности разных изопроцессов.
Досліджено струми в компенсованому p-Si<Ni> під впливом прямокутного імпульсу гідростатичного тиску. Процес виникнення та встановлення аналізувався методом фазових траєкторій. Показано, що фазові траєкторії можуть бути розглянуті як термодинамічний круговий процес. Ці термодинамічні цикли деформаційних ефектів у напівпровідниках зручно зображувати на фазових портретах, які створені із сукупності різних ізопроцесів.
Investigated currents in compensated p-Si <Ni> exposed rectangular pulse of hydrostatic pressure. The process of establishing and studied by the method of phase trajectories. It is shown that the phase trajectories can be considered as a thermodynamic cyclic process. These thermodynamic cycles of deformation effects in semiconductors is convenient to represent the phase portrait that education of the totality of izoprotsessov.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:40:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
371
ВВЕДЕНИЕ
Исследовано влияние деформации на сопро-
тивление кремния с глубокими уровнями в
импульсном режиме, показано, что тензо-
чувствительность в динамическом режиме
больше чем в статическом режиме [1 – 3].
В работе [4] теоретически исследовано
влияние переменной деформации на нерав-
новесную концентрацию электронов с помо-
щью метода фазовых траекторий. Показано,
что метод фазовых траекторий дает дополни-
тельную информацию об электронных про-
цессах и структурных изменениях в полупро-
воднике.
Целью настоящей работы является иссле-
дование фазовых портретов тензорезистив-
ного эффекта в образцах кремния с глубокими
уровнями.
ФАЗОВЫЕ ПОРТРЕТЫ РЕЛАКСАЦИИ
СОПРОТИВЛЕНИЯ В ИМПУЛЬСНОМ
РЕЖИМЕ
Проанализируем влияния переменной дефор-
мации на сопротивление образцов кремния,
легированных примесями с глубокими уров-
нями [1 – 3]. В работе [3] исследовано влия-
ние импульса гидростатического давления
(ВГД), при температуре 293 К, на токи через
образец p-Si<Ni> при приложении постоян-
ного напряжения. Скорость изменения давле-
ния на фронте прямоугольного импульса сос-
тавляет dP/dt = 108 Па/c (рис. 1).
Процесс изменения тока состоит из двух
этапов - быстрого этапа роста тока от J0 до
Jmax обусловленного резким увеличением дав-
ления от Р0 до Р и медленного – постепенным
уменьшением тока от Jmax до Jst при постоян-
ном давлении Р. Далее, после медленного
УДК 621.362.1
ФАЗОВЫЕ ПОРТРЕТЫ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В
ПОЛУПРОВОДНИКАХ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ
М.Г. Дадамирзаев1,2, А.Г. Гулямов1
1Наманганский инженерно-педагогический институт
Узбекистан
2Физико-технический институт Академии наук РУз (Ташкент)
Узбекистан
Поступила в редакцию 03.10.2012
Исследовано токи в компенсированном p-Si<Ni> под воздействием прямоугольного импульса
гидростатического давления. Процесс возникновения и установления анализировался методом
фазовых траекторий. Показано, что фазовые траектории могут быть рассмотрены как термо-
динамический круговой процесс. Эти термодинамические циклы деформационных эффектов
в полупроводниках удобно изображать на фазовых портретах, которые образованны из сово-
купности разных изопроцессов.
Ключевые слова: тензорезистивный эффект, фазовый портрет, релаксация сопротивления,
тензочувствительность в импульсном режиме.
Досліджено струми в компенсованому p-Si<Ni> під впливом прямокутного імпульсу гідро-
статичного тиску. Процес виникнення та встановлення аналізувався методом фазових траєк-
торій. Показано, що фазові траєкторії можуть бути розглянуті як термодинамічний круговий
процес. Ці термодинамічні цикли деформаційних ефектів у напівпровідниках зручно зображувати
на фазових портретах, які створені із сукупності різних ізопроцесів.
Ключові слова: тензорезистивний ефект, фазовий портрет, релаксація опору, тензочутливість
в імпульсному режимі.
Investigated currents in compensated p-Si <Ni> exposed rectangular pulse of hydrostatic pressure.
The process of establishing and studied by the method of phase trajectories. It is shown that the phase
trajectories can be considered as a thermodynamic cyclic process. These thermodynamic cycles of
deformation effects in semiconductors is convenient to represent the phase portrait that education of
the totality of izoprotsessov.
Keywords: thin-film effect, the phase portrait, relaxation resistance tensosensitivity in pulsed mode.
М.Г. Дадамирзаев, А.Г. Гулямов, 2012
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4372
этапа ток остается постоянным до тех пор
пока давление резко не падает до своего пер-
воначального значения. При резком снятии
напряжения деформации значение тока резко
падает от Jst до Jmin– это второй быстрый
этап, в дальнейшим, последует второй мед-
ленный этап – ток медленно растет до своего
первоначального значения J0.
Используя временную зависимость тока J
и давления Р от времени t получим фазовый
портрет процесса изменения тока в плоскости
давление-ток. Когда скорости нарастания и
падения давления, приложенного к образцу,
достаточно малы, быстрые этапы установле-
ния тока можно считать изотермическими, а
медленные этапы изобарическими.
В этом случае круговой процесс состоит
из двух изобар и из двух изотерм. Критерием
малости скорости нарастания давления яв-
ляется то, что время нарастания импульса t(0)
должно быть больше времени тепловой ре-
лаксации образца τт (τр < τт).
На рис. 2 приведены фазовые портреты
процесса возникновения и релаксации избы-
точного тока на образце p-Si<Ni> на фазовой
плоскости ток-давление (J-P) при приложе-
нии прямоугольного импульса давления. По-
льзуясь экспериментальными данными рис.1
можно построить фазовый портрет процесса
тензорезистивного эффекта в фазовой плос-
кости сопротивление-давление R-P (рис. 3).
На рис. 3 круговой цикл состоит из двух адиа-
бат (отрезки 1 – 2 и 3 – 4 на рис. 3) и из двух
изобар (отрезки 2 – 3, 4 – 1 на рис. 3).
Когда скорости нарастания и падения дав-
ления достаточно большие, быстрые этапы
установления тока можно считать адиаба-
тическими, а медленные этапы изобаричес-
кими. В этом случае можно предположить,
что круговой процесс состоит из двух адиабат
(отрезки 1 – 2 и 3 – 4 на рис. 2) и из двух изо-
бар (отрезки 2 – 3, 4 – 1 на рис. 2).
Рис. 1. Зависимости тока от времени I = f(t) в сильно
компенсированных образцах p-Si<Ni> при воздейст-
вии импульса (I) и после снятия (II) всестороннего дав-
ления со скоростью dP/dt = 108 Па/с при Т = 273 К.
1 – P = 5⋅108 Па, 2 – P = 2,5⋅108 Па, 3 – изменение
температуры при P = 5⋅108 Па [3].
Рис. 2. Фазовый портрет кругового процесса изменения
тока на фазовой плоскости ток-давление в сильно ком-
пенсированных образцах p-Si<Ni> при воздействии им-
пульса и после снятия всестороннего давления со ско-
ростью dP/dt = 108 Па/с при Т = 293 К. Амплитуда им-
пульса давления 1234 – P = 5⋅108 Па, 12′3′4′ –
P = 2,5⋅108 Па.
Рис. 3. Фазовый портрет кругового процесса изменения
сопротивления R на фазовой плоскости сопротивле-
ния-давление R-P в сильно компенсированных образ-
цах p-Si(Ni) при воздействии импульса всестороннего
давления со скоростью dP/dt = 108 Па/с при Т = 293 К.
Длительность импульса давления 60 с. Амплитуда
импульса давления 1234 – P = 5⋅108 Па, 12′3′4′ –
P = 2,5⋅108 Па.
ФАЗОВЫЕ ПОРТРЕТЫ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ
373
Сравним результаты экспериментов с тео-
ретическими исследованиями. В работе [4]
приведены фазовые портреты процесса из-
менения концентрации собственных носите-
лей зарядов при приложении переменной де-
формации на фазовой плоскости деформация-
концентрация. В этой работе показано, что
фазовые портреты изотермического процесса
воздействия деформации на концентрацию
неравновесных носителей зарядов имеют
прямоугольную форму.
Однако, из рис. 2 и рис. 3 видно, что экспе-
риментальный фазовый портрет процесса
воздействия деформации на изменение тока
в сильно компенсированных образцах
p-Si<Ni> имеет некоторое отклонение от пря-
моугольной формы. На опыте получается не
прямоугольник, а некоторая, своего рода тра-
пеция. Чем же можно объяснить такое откло-
нение эксперимента от теории? По-видимо-
му, это отклонение можно объяснить следую-
щим образом. При теоретическом рассмотре-
нии [4] изменение концентрации носителей
зарядов пренебрегалось изменение темпера-
тур, считая его постоянным. В эксперименте
[3] при воздействии импульса давления, как
видно из рис. 1, температура не постоянна, и
изменяется в диапазоне от 289 до 301 гра-
дусов по шкале Кельвина. Это изменение
вызывает дополнительную термогенерацию
носителей, и, приводит к уменьшению или
увеличению сопротивления образца на раз-
личных этапах процесса. Результатом этих
изменений и является отклонение фазовых
портретов от прямоугольной формы.
В общем случае процесс возникновения и
установления дополнительного тока при воз-
действии переменной деформации можно
рассмотреть как термодинамический круго-
вой процесс [5]. Эти термодинамические цик-
лические процессии деформационных эффек-
тов в полупроводниках удобно изображать на
фазовых плоскостях ток-давление j-P, ток
деформация j-ε, температура-давление T-P,
температура-деформация T-ε, сопротивле-
ние-давление R-P, сопротивление-деформа-
ция R-ε, которые могут быть рассмотрены как
замкнутые кривые, образованные из совокуп-
ности разных изопроцессов.
На рис. 4 изображено фазовый портрет ре-
лаксационного процесса изменения темпера-
туры при воздействии импульса давления на
фазовой плоскости температура-давление
T-P. Здесь (1 - 2), (3 - 4) – отрезки адиабати-
ческого процесса, (2 - 3), (4 - 1) – отрезки
изобарического процесса. Цикл состоит из
двух адиабат и двух изобар. Отрезки (1 - 2), (3
- 4) – изображают быстрые этапы, а (2 - 3), (4
- 1) – медленные этапы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование деформационных эффектов
методом фазовых портретов дают наиболее
полную информацию о колебательном про-
цессе, и позволяет одним взглядом увидеть
весь физический процесс. Все основные пре-
имущества использования метода фазовых
портретов должны обнаружиться также при
анализе влияния переменной деформации на
физические свойства различных полупровод-
никовых материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зайнабидинов С.З., Маматкаримов О.О., Аб-
дураимов А. Динамические тензохарактери-
стики диодов с барьером Шоттки при им-
пульсном гидростатическом давлении//ФТП.
– 2000. – Т. 34, Вып. 1. – С. 67-70.
2. Зайнабидинов С.З., Маматкаримов О.О. Вли-
яние внешних воздействий на поведение при-
меси золота в кремнии//ФТП. – 2000. – Т. 34,
Вып. 6. – С. 641-644.
3. Маматкаримов О.О., Хамидов Р.Х. Тензоре-
зистивный эффект в кремнии//Письма в ЖТФ.
– 2003. – Вып. 3. – С. 24-28.
Рис. 4. Фазовый портрет тензорезистивного изменения
температуры с давлением.
М.Г. ДАДАМИРЗАЕВ, А.Г. ГУЛЯМОВ
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4
ФІП ФИП PSE, 2012, т. 10, № 4, vol. 10, No. 4374
4. Аhmetoglu М., Shamirzaev S.H., Gulyamov G.,
Dadamirzayev M., Gulyamov А.G. Change in the
resistance of the semiconductor in the variable
deformation field//Rom. Journ. Phys. – 2007. –
Vol. 52, No. 3-4. – Р. 319-327.
5. Базаров И.П. Термодинамика. - М.: Высшая
школа, 1991. – 378 с.
LITERATURA
1. Zajnabidinov S.Z., Mamatkarimov O.O., Abdu-
raimov A. Dinamicheskie tenzoharakteristiki
diodov s barerom Shottki pri impulsnom gidro-
staticheskom davlenii//FTP. – 2000. – T. 34,
Vyp. 1. – S. 67-70.
2. Zajnabidinov S.Z., Mamatkarimov O.O. Vliyanie
vneshnih vozdejstvij na povedenie primesi zolo-
ta v kremnii//FTP. – 2000. – T. 34, Vyp. 6. –
S. 641-644.
3. Mamatkarimov O.O., Hamidov R.H. Tenzorezis-
tivnyj effekt v kremnii//Pisma v ZhTF. – 2003. –
Vyp. 3. – S. 24-28.
4. Ahmetoglu M., Shamirzaev S.H., Gulyamov G.,
Dadamirzayev M., Gulyamov A.G. Change in the
resistance of the semiconductor in the variable
deformation field//Rom. Journ. Phys. – 2007. –
Vol. 52, No. 3-4. – Р. 319-327.
5. Bazarov I.P. Termodinamika. – M.: Vysshaya
shkola, 1991. – 378 s.
ФАЗОВЫЕ ПОРТРЕТЫ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101873 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1999-8074 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:40:10Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дадамирзаев, М.Г. Гулямов, А.Г. 2016-06-08T16:42:40Z 2016-06-08T16:42:40Z 2012 Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме / М.Г. Дадамирзаев, А.Г. Гулямов // Физическая инженерия поверхности. — 2012. — Т. 10, № 4. — С. 371-374. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1999-8074 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101873 621.362.1 Исследовано токи в компенсированном p-Si<Ni> под воздействием прямоугольного импульса гидростатического давления. Процесс возникновения и установления анализировался методом фазовых траекторий. Показано, что фазовые траектории могут быть рассмотрены как термодинамический круговой процесс. Эти термодинамические циклы деформационных эффектов в полупроводниках удобно изображать на фазовых портретах, которые образованны из совокупности разных изопроцессов. Досліджено струми в компенсованому p-Si<Ni> під впливом прямокутного імпульсу гідростатичного тиску. Процес виникнення та встановлення аналізувався методом фазових траєкторій. Показано, що фазові траєкторії можуть бути розглянуті як термодинамічний круговий процес. Ці термодинамічні цикли деформаційних ефектів у напівпровідниках зручно зображувати на фазових портретах, які створені із сукупності різних ізопроцесів. Investigated currents in compensated p-Si <Ni> exposed rectangular pulse of hydrostatic pressure. The process of establishing and studied by the method of phase trajectories. It is shown that the phase trajectories can be considered as a thermodynamic cyclic process. These thermodynamic cycles of deformation effects in semiconductors is convenient to represent the phase portrait that education of the totality of izoprotsessov. ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України Физическая инженерия поверхности Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме Article published earlier |
| spellingShingle | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме Дадамирзаев, М.Г. Гулямов, А.Г. |
| title | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме |
| title_full | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме |
| title_fullStr | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме |
| title_full_unstemmed | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме |
| title_short | Фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме |
| title_sort | фазовые портреты деформационных эффектов в полупроводниках в импульсном режиме |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101873 |
| work_keys_str_mv | AT dadamirzaevmg fazovyeportretydeformacionnyhéffektovvpoluprovodnikahvimpulʹsnomrežime AT gulâmovag fazovyeportretydeformacionnyhéffektovvpoluprovodnikahvimpulʹsnomrežime |