Įvairialyčių AIIIBV darinių tyrimas mikrobangose

Abstract

Disertacijoje nagrinėjama, kaip padidinti susiaurintų spinduliuotės jutiklių jautrį. Taip pat disertacijoje siekiama ištirti mikrobangų spinduliuotės poveikį susiaurintiems puslaidininkiniams dariniams ir atskleisti stebimų efektų fizinę prigimtį bei nustatyti bandinių struktūros įtaką detektuojamo signalo dydžiui. Darbe sprendžiami tokie pagrindiniai uždaviniai: tiriamos įvairialyčių susiaurintų puslaidininkinių darinių savybės, priklausančios nuo darinių sluoksnių kokybės ir puslaidininkinių medžiagų parametrų bei analizuojamos savybės, priklausančios nuo stipriai legiruoto puslaidininkinio sluoksnio laidumo, nuo skiriamojo sluoksnio storio ir nuo sklendės pobūdžio metalizacijos. Siekiant užsibrėžto tikslo, buvo gaminami ir tiriami susiaurinti skirtingi įvairialyčiai dariniai (AlGaAs/GaAs, AlGaAs/InGaAs/GaAs) ir n-GaAs dariniai. Disertaciją sudaro penki skyriai, kurių paskutinis – rezultatų apibendrinimas. Pirmajame (įvadiniame) skyriuje nagrinėjamas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašomas mokslinis darbo naujumas, pristatomi autoriaus pranešimai, disertacijos struktūra. Antrasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame apžvelgiami elektromagnetinės spinduliuotės detektavimo principai, aptariamos šiluminės ir bigradientinės elektrovaros susidarymo priežastys, AlGaAs/GaAs įvairialytė sandūra, selektyvusis legiravimas bei puslaidininkinių prietaisų fizikinės galimybės. Trečiajame skyriuje pateikta eksperimento tyrimo metodika. Išsamiai aprašyti pagrindinės bangos stačiakampiame bangolaidyje sklidimo ypatumai ir perduodama galia. Pateiktos jutiklių voltvatinių charakteristikų matavimų stendų schemos bei voltamperinių charakteristikų matavimo blokinės schemos. Aprašytas bandinių auginimas molekulinių pluoštų epitaksijos būdu ir šiuo būdu užaugintų susiaurintų n-GaAs, AlGaAs/GaAs, AlGaAs/InGaAs/GaAs darinių sluoksnių sandara bei technologiniai gamybos procesai. Ketvirtajame skyriuje pateikti šių darinių eksperimentinių tyrimų rezultatai, gauti tiriant bandinius elektromagnetine spinduliuote. Disertacijos pabaigoje pateiktos bendros išvados.

The thesis presents the investigation on how to increase the sensitivity of the narrowed sensors of radiation. Also the thesis also deals with the attempts to analyze the influence of the microwave radiation on to the narrowed semiconductor formations and to reveal the physical nature of the observed effects as well as to determine the influence of structure of the samples on the detected signal magnitude. The work solves the following major tasks: the characteristics of the narrowed semiconductor heterostructures depending on the quality of the modulation layers and on the parameters of the semiconductor materials as well as the characteristics, depending on the selectively doped structure, on the conductivity of the highly doped semiconductor layer, and on the thickness of the separating layer, and the type of metallization of the gate. In order to achieve the goal there were produced and investigated narrowed different heterostructures (AlGaAs/GaAs, AlGaAs/InGaAs/GaAs) and n-GaAs structures. The thesis consists of four chapters, the final one is the generalization of the results. The first chapter (introductory) deals with the actuality of the problem, the aim and the tasks are stated, the novelty of the scientific research is described, the reports of the author are presented together with the publications, and the structure of the thesis. The second chapter is assigned to the review of the literature. It presents the principals of electromagnetic radiation detection, the reasons for formation of the thermal and bi-gradient electromotive forces, analyzes the AlGaAs/GaAs heterojunction selective doping as well as physical possibilities of semiconductor devices. The third chapter presents the experimental methodology of the investigation. The peculiarities of the propagation of the leading wave in the rectangular waveguide as well as the transmitted power are described extensively. The schemes of the panels of the measurements on the voltage-power characteristics of the sensors as well as the block diagram of the voltage-current characteristics measurement are presented. There is also described the growth of the samples by means of molecular beam epitaxy and the content of the layers of the narrowed n-GaAs, AlGaAs/GaAs, AlGaAs/InGaAs/GaAs structures grown by this method as well as the technological processes of samples production. The fourth chapter presents the results of the experimental investigation of the structures, obtained with the samples under the electromagnetic radiation. The thesis is finalized by presenting the general conclusions derived.