Tepelně stimulovaná proudová spektroskopie - Thermally stimulated current spectroscopy

Tento článek obsahuje a seznam doporučení, související čtení nebo externí odkazy, ale jeho zdroje zůstávají nejasné, protože mu chybí vložené citace. Prosím pomozte zlepšit tento článek představuji přesnější citace. (Prosinec 2010) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Tepelně stimulovaný proud (TSC) spektroskopie (nezaměňovat s tepelně stimulovaný depolarizační proud ) je experimentální technika, která se používá ke studiu energetické hladiny v polovodiče nebo izolátory (organické nebo anorganické). Energetické hladiny se nejprve plní optickým nebo elektrickým vstřikováním, obvykle při relativně nízké teplotě, následně se elektrony nebo otvory emitují zahříváním na vyšší teplotu. Křivka emitovaného proudu bude zaznamenána a vynesena proti teplotě, což povede k TSC spektru. Analýzou TSC spekter lze získat informace o hladinách energie v polovodičích nebo izolátorech.

Hnací síla je potřebná k tomu, aby emitované nosiče proudily, když se teplota vzorku zvyšuje. Tato hnací síla může být elektrické pole nebo a teplotní gradient. Přijatou hnací silou je obvykle elektrické pole; elektronové pasti a lapače děr však nelze rozlišit. Pokud je použitou hnací silou teplotní gradient, lze elektronové pasti a lapače otvorů odlišit znaménkem proudu. TSC na základě a teplotní gradient je také známá jako „termoelektrická efektová spektroskopie“ (TEES) podle 2 vědců (Santic a Desnica) zJugoslávie; předvedli svoji techniku ​​na semiizolaci galium arsenid (GaAs). (Poznámka: TSC na základě a teplotní gradient byl vynalezen před Santicem a Desnicí a aplikován na studium organických plastových materiálů. Santic a Desnica však použili TSC na základě teplotního gradientu ke studiu technologicky důležitého polovodičového materiálu a vytvořili pro něj nový název TEES.)

Frei a Groetzinger historicky publikovali v roce 1936 dokument v němčině s názvem „Osvobození elektrické energie během fúze elektret“ (anglický překlad původního názvu v němčině). Toto může být první příspěvek o TSC. Před vynálezem přechodná spektroskopie na hluboké úrovni (DLTS), tepelně stimulovaná proudová (TSC) spektroskopie byla populární technikou ke studiu pastí v polovodičích. V dnešní době pro pasti Schottkyho diody nebo p-n křižovatky „DLTS je standardní metoda ke studiu pastí. Pro DLTS však existuje důležitý nedostatek: nelze jej použít pro izolační materiál, zatímco v takové situaci lze použít TSC. (Poznámka: Izolátor lze považovat za velmi velký polovodič bandgap.) Navíc standardní metoda DLTS založená na přechodové kapacitě nemusí být pro studium pastí v i-oblasti pinové diody příliš dobrá, zatímco na základě přechodového proudu DLTS (I-DLTS) může být užitečnější.

TSC se používá ke studiu pastí v poloizolačních galium arsenid (GaAs) substráty. Rovněž byl aplikován na materiály používané pro detektory částic nebo polovodičové detektory používané v jaderném výzkumu, například vysoký odpor křemík, telurid kademnatý (CdTe) atd. TSC byl také aplikován na různé organické izolátory. TSC je užitečné pro elektret výzkum. Pokročilejší úpravy TSC byly použity ke studiu pastí v ultratenké high-k dielektrikum tenké filmy. W. S. Lau (Lau Wai Shing, Republika Singapur ) aplikovaný tepelně stimulovaný proud s nulovým předpětím nebo s nulovým předpětím teplotně stimulovaný proud s nulovým předpětím na ultratenký oxid tantalitý Vzorky. U vzorků s některými mělkými pasti, které lze plnit při nízké teplotě a některými hlubokými pasti, které lze plnit pouze při vysoké teplotě, může být užitečný dvouskenový TSC, jak navrhl Lau v roce 2007. TSC byl také použit pro oxid hafnia.

Technika TSC se používá ke studiu dielektrických materiálů a polymerů. Byly vytvořeny různé teorie k popisu křivky odezvy pro tuto techniku ​​za účelem výpočtu špičkových parametrů, kterými jsou, aktivační energie a doba relaxace.

Reference

• von Heinrich Frei a Gerhart Groetzinger, „Osvobození elektrické energie při fúzi elektretů“ (anglický překlad původního názvu v němčině), Physikalische Zeitschrift, sv. 37, s. 720–724 (říjen 1936). (Poznámka: Toto může být první publikace o tepelně stimulovaném proudu.)
• Šantić, B .; Desnica, U. V. (1990-06-25). „Spektroskopie termoelektrických efektů hlubokých hladin - aplikace na poloizolační GaA“. Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 56 (26): 2636–2638. doi:10.1063/1.102860. ISSN  0003-6951.
• W.S. Lau, „Teplotně stimulovaná proudová technika s nulovým předpětím s nulovým předpětím pro charakterizaci defektů v polovodičích nebo izolátorech“, patent USA 6 909 273, podaný v roce 2000 a udělený v roce 2005.
• Lau, W. S .; Wong, K. F .; Han, Taejoon; Sandler, Nathan P. (2006-04-24). „Aplikace teplotně stimulované proudové spektroskopie s nulovým předpětím s nulovým předpětím na ultratenkou charakterizaci filmu izolační vrstvy s vysokou dielektrickou konstantou“. Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 88 (17): 172906. doi:10.1063/1.2199590. ISSN  0003-6951.
• Lau, W. S. (2007-05-28). „Podobnost mezi prvním ionizovaným stavem dvojitého dárce volného kyslíku v oxidu tantalu a prvním ionizovaným stavem dvojitého akceptoru volného kadmia v sirníku kademnatém“. Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 90 (22): 222904. doi:10.1063/1.2744485. ISSN  0003-6951. (Poznámka: Tento článek vysvětluje dvouskenovou tepelně stimulovanou proudovou spektroskopii.)
• Yousif, M. Y. A .; Johansson, M .; Engström, O. (2007-05-14). „Extrémně malé průřezy děr v HfO₂ / Hf_XSi_yÓ_z / p-Si struktury ". Aplikovaná fyzikální písmena. Publikování AIP. 90 (20): 203506. doi:10.1063/1.2740188. ISSN  0003-6951.