Wydajność kwantowa w zakresie ultrafioletowym selektywnego detektora wykonanego z AlxGa1-xN

• Autorzy: Małachowski M.

Warianty tytułu

EN

Quantum yield in ultraviolet region of AlxGa1-xN selective detector

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki teoretycznej analizy wydajności kwantowej selektywnego detektora promieniowania ultrafioletowego (UF). Obliczenia wydajności przeprowadzono dla dwuwarstwowego detektora p-n składającego się z dwóch półprzewodników AlxGa1-xN różniących się pod względem składu x oraz grubości. Dobierając odpowiedni skład i grubość warstwy AlxGa1-xN odcinającej U F od strony krótkofalowej oraz skład molowy części AlxGa1-xN ze złączem p-n, można w praktyce dowolnie modelować selektywność detektora UF. Prezentowane krzywe obrazujące spektralną zależność wydajności kwantowej obejmują zakres przerw energetycznych od 3,4 eV do 4,3 eV. Krzywe nie są symetryczne - bardziej "stromy" spadek występuje od strony długofalowej.

EN

The results of theoretical analysis of quantum yield of selective detector in ultraviolet (UV) radiation range are presented. The yield calculations were carried out for two layer p-n detector, which consists of two AlxGa1-xN semiconductors differing by the composition parameter x and the thickness. Selection of the proper composition as well as the thickness of the AlxGa1-xN layer cutting off the UV from the short wavelength side and the mole composition of the p-n junction side of AlxGa1-xN allows practically arbitrary modeling the selectivity of the UV detector. The presented curves showing the spectral dependence of the quantum yield cover the rage from 3.4 eV to 4.3 eV. The curves were found to be unsymmertial - from the long wavelength side the fall is more rapid.

Słowa kluczowe

PL

półprzewodnikowe detektory UF; wydajność kwantowa; półprzewodnik arsenku galu

EN

semiconductor detectors of UV; quantum yield; gallium nitride semiconductor

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 50, nr 6
• Strony: 5--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Małachowski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Fizyki Technicznej, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] J. R. Janesick, T. Elliott, S. Collins, H. Marsh, M. Blouke, M. Freeman, The future scientific CCD, Proc. SPIE, 501 (1984), 2-31.
• [2] G. M. Williams, M. M. Blouke, How to capture low-light-level images without intensifiers, Laser Focus World (September 1995), 129-138.
• [3] R. Korde, J. Geist, Quantum efficiency stability of silicon photodiodes, Appl. Opt., 26 (1987), 5284-5290.
• [4] H. Fabricius, T. Skettrup, P. Bisgaard, Ultraviolet detectors in thin sputtered ZnO films, Appl. Opt., 25 (1986), 2764-2767.
• [5] M. Krumrey, E. Tegler, J. Barth, M. Krisch, F. Schafers, R. Wolf, Schottky type photodiodes as detectors in the VUV and soft x-ray range, Appl. Opt., 27 (1988), 4336-4341.
• [6] E. Tegeler, M. Krumrey, Stability of semiconductor photodiodes as VUV detectors, Nucl. Instr. and Meth., A282 (1989), 701-705.
• [7] J. A. Edmond, H. S. Kong, C. H. Carter jr., Blue LEDs, UV photodiodes and high-temperature rectifiers in 6H-SiC, Physics B, 185 (1993), 453-460.
• [8] R. F. Davis, III-V nitrides for electronic and optoelectronic applications, Proc. IEEE, 79 (1991), 702-712.
• [9] S. Strite, M. E. Lin, H. Morkoc, Progress and prospects for GaN and the III-V nitride semiconductors, Thin Solid Films, 231 (1993), 197-210.
• [10] S. Strite And H. Morkoc, GaN, AIN, and InN: A review, J. Vac. Sci. Technol., B10 (1992), 1237-1266.
• [11] H. Morkoc, S. Strire, G. B. Gao, M. E. Lin, B. Sverdlov, M. Burns, Large-band-gap SiC, III-V nitride and II-VI ZnSe-based semiconductor device technologies, J. Appl. Phys., 76 (1994), 1363-1398.
• [12] S. N. Mohammad, A. A. Salvador, H. Morkoc, Emerging gallium nitride based devices, Proc. IEEE, 83 (1995), 1306-1355.
• [13] H. Teisseyre, P. Perlin, T. Suski, I. Gregory, S. Porowski, J. Jun, A. Pietraszko, T. D. Moustakas, Temperature dependence of the energy gap in GaN bulk single crystals and epitaxial layer, J. Appl. Phys., 76 (1994), 2429-2434.
• [14] T. Suski, P. Perlin, H. Teisseyre, M. Leszczyński, I. Grzegory, J. Jun, M. Boćkowski, S. Porowski, T. D. Moustakas, Mechanism of yellow luminescence in GaN, Appl. Phys. Lett., 76 (1995), 2188-2190.
• [15] Y. Welsh, M. Kaplan, NASA's ultraviolet astrophysics branch: the next decade, Proc. SPIE, 1743 (1992), 452-463.
• [16] L. Joseph, UV image sensors and associated technologies, Wisconsin Astrophysics, 562 (1995), 1-31.
• [17] A. Rogalski and M. Razeghi, Semiconductor ultraviolet detectors, J. Appl. Phys., 79 (1996), 7433-7473, też S. J. Pearton, J. C. Zolper, R. J. Shul And F. Ren, GaN: Processing, defects, and devices, J. Appl. Phys., 86 (1999), 1-78.
• [18] M. A. Khan, J. N. Kuznia, D. T. Olson, J. M. Van Hove, M. Blasingame and L. F. Reitz, High-responsivity photoconductive ultraviolet sensors based on insulating single-crystal GaN epilayers, Appl. Phys. Lett., 60 (1992), 2917-1919.
• [19] P. Kung, X. Zhang, D. Walker, A. Saxler, J. Piotrowski, A. Rogalski and M. Razeghi, Kinetics of photoconductivity in n-type GaN photodetector, Appl. Phys. Lett., 67 (25), 18 December 1995, 3792-3794.
• [20] F. van de Wiele, Quantum efficiency of photodiode, Solid State Imaging, pp. 41-76, edited by J. G. Jespers, F. van de Wiele and M. H. White, Noordhoff, Leyden 1976.
• [21] M. J. Małachowski, I. R. Kityk, B. Sahraoui, Band structure and optical response in Gar Ali-x N, Phys. stat. sol. (b), 207 (1998), 405-418.
• [22] M. J. Małachowski, I. R. Kityk, B. Sahraoui, Electronic structure and optical response in Gax Al-x N solid alloys, Physics Letters A, Vol 242 (1998), 337-342.
• [23] M. J. Małachowski, I. R. Kityk, B. Sahraoui, A. Mefleh, Acousto-optical investigations of Ga1-x Alx N crystalline solid solutions, Pure Appl. Opt., 7 (1998), 1373-1377.
• [24] M. J. Małachowski and A. Rogalski, GaN ultraviolet photodiodes-photoresponse modeling, Journal of Technical Physics, 38 (1), (1997), 65-72.
• [25] M. J. Małachowski and A. Rogalski, Influence of doping and geometry on GaN ultraviolet photodiode performance. Numerical modeling, Proc. SPIE, 3179 (1997), 242-246.