Бесконтактная диагностика узкозонных полупроводников и высокотемпературных сверхпроводников высокочастотными методами

Abstract

Рассмотрено распространение электромагнитных волн в замагниченной плазме полупроводников. Описаны методы возбуждения и индикации геликонных волн в радиочастотном диапазоне. Показано, что витковые элементы связи, резонансные и вихревые явления могут успешно применяться для измерения концентрации, подвижности и др. параметров свободных носителей тока в полупроводниковых структурах различной геометрической формы и размеров. Определена возможность локального измерения параметров, их градиентов распределения по площади. Показано, что некоторые из ВЧ-методов, применяемых для диагностики узкозонных полупроводников, могут использоваться для экспресс - контроля высоко-температурной сверхпроводящей керамики. Предложено несколько устройств для определения изменения электрических и магнитных параметров высокотемпературных сверхпроводников при фазовом переходе.

Nagrinėjamas elektromagnetinių bangų sklidimas puslaidininkine plazma nuolatiniame magnetiniame lauke. Aprašytas helikoninių bangų žadinimas ir indikavimas radijo dažnių diapazone. Parodyta, kad sutelktieji ryšio elementai, rezonanso ir sūkurio reiškiniai gali būti sėkmingai naudojami laisvųjų krūvininkų koncentracijos, judrumo ir kt. parametrų matavimams įvairių matmenų ir formos puslaidininkinėse sandarose. Nustatyta lokalaus parametrų, jų gradientų matavimo galimybė. Parodyta, kad kai kurie aukštadažniai siaurajuosčių puslaidininkių diagnostikos metodai gali būti panaudoti aukštatemperatūrės superlaidžiosios keramikos sparčiajai kontrolei atlikti. Pasiūlyta keletas prietaisų superlaidininkų elektrinių ir magnetinių parametrų kitimui fazinio virsmo metu nustatyti.

Electromagnetic wave propagation in the magnetized semiconductor plasma is discussed. Methods of helicon wave excitation and indication in the radiofrequency (RF) range are described. It is shown that lumped coupling elements, resonance and vortical phenomena can be successfully applied to measure the free charge carrier concentration, mobility and other parameters of multilayer structures of different form and size. Special attention is paid to the problem of local measurements of these parameters. It is shown that some of RF-methods, used for controlling narrow-gap semiconductors can be applied for the monitoring of superconducting high-Tc ceramics. Some other HF devices for describing electrical and magnetic characteristics of high-Tc ceramic superconductors at critical temperature are also offered.