Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Four-point probe resistivity noise measurements of GaSb layers

Ciura L., Kolek A., Smoczyński D., Jasik A.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 1

135--140

EN

This paper concerns measurements and calculations of low frequency noise for semiconductor layers with four-probe electrodes. The measurements setup for the voltage noise cross-correlation method is described. The gain calculations for local resistance noise are performed to evaluate the contribution to total noise from different areas of the layer. It was shown, through numerical calculations and noise measurements, that in four-point probe specimens, with separated current and voltage terminals, the non-resistance noise of the contact and the resistance noise of the layer can be identified. The four-point probe method is used to find the low frequency resistance noise of the GaSb layer with a different doping type. For n-type and p-type GaSb layers with low carrier concentrations, the measured noise is dominated by the non-resistance noise contributions from contacts. Low frequency resistance noise was identified in high-doped GaSb layers (both types). At room temperature, such resistance noise in an n-type GaSb layer is significantly larger than for p-type GaSb with comparable doping concentration.

2

Noise Properties of Graphene-Polymer Thick-Film Resistors

Mleczko K., Ptak P., Zawiślak Z., Słoma M., Jakubowska M., Kolek A.

Metrology and Measurement Systems

|

2017

|

Vol. 24, nr 4

589--594

EN

Graphene is a very promising material for potential applications in many fields. Since manufacturing technologies of graphene are still at the developing stage, low-frequency noise measurements as a tool for evaluating their quality is proposed. In this work, noise properties of polymer thick-film resistors with graphene nano-platelets as a functional phase are reported. The measurements were carried out in room temperature. 1/f noise caused by resistance fluctuations has been found to be the main component in the specimens. The parameter values describing noise intensity of the polymer thick-film specimens have been calculated and compared with the values obtained for other thick-film resistors and layers used in microelectronics. The studied polymer thick-film specimens exhibit rather poor noise properties, especially for the layers with a low content of the functional phase.

3

Wykrywalność detektorów średniej podczerwieni wykonanych z supersieci InAs/GaSb

Ciura Ł., Kolek A., Czuba K., Jureńczyk J., Jasik A., Sankowska I., Kaniewski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

10--13

PL

W artykule rozważono wpływ różnych typów szumów na wykrywalność detektora średniej podczerwieni wykonanego z supersieci InAs/GaSb. W rozważaniach uwzględniono wpływ układów polaryzacji i wzmacniania sygnału oraz różne rodzaje szumów występujące w detektorze. Wykrywalność detektora wyznaczono z uwzględnieniem szumu 1/f, szumu układu wzmacniania, szumu śrutowego i termicznego.

EN

This paper concerns the influence of various noise mechanisms on detectivity of midwavelength infrared detectors made of InAs/GaSb superlattice. Measurements and amplifying setup of the signal was been shown. The article provide basic characterization of the noise types which occur in infrared detectors. The real detectivity of the detector was been calculated taking into account various noise: 1/f noise, amplifying system noise, thermal noise, and finally shot noise.

4

Noise Properties Of Thick-Film Conducting Lines For Integrated Inductors

Stadler A. W., Kolek A., Mleczko K., Zawiślak Z., Dziedzic A., Nowak D.

Metrology and Measurement Systems

|

2015

|

Vol. 22, nr 2

229--240

EN

Studies of noise properties of thick-film conducting lines from Au or PdAg conductive pastes on LTCC or alumina substrates are reported. Experiments have been carried out at the room temperature on samples prepared in the form of meanders by traditional screen-printing or laser-shaping technique. Due to a low resistance of the devices under test (DUTs), low-frequency noise spectra have been measured for the dc-biased samples arranged in a bridge configuration, transformer-coupled to a low-noise amplifier. The detailed analysis of noise sources in the signal path and its transfer function, including the transformer, has been carried out, and a procedure for measurement setup self-calibration has been described. The 1/f noise component originating from resistance fluctuations has been found to be dominant in all DUTs. The analysis of experimental data leads to the conclusion that noise is produced in the bends of meanders rather than in their straight segments. It occurs that noise of Au-based laser-shaped lines is significantly smaller than screen-printed ones. PdAg lines have been found more resistive but simultaneously less noisy than Au-based lines.

5

Noise Measurements Of Resistors With The Use Of Dual-Phase Virtual Lock-In Technique

Stadler A. W., Kolek A., Zawiślak Z., Dziedzic A.

Metrology and Measurement Systems

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

503--512

EN

Measurement of low-frequency noise properties of modern electronic components is a very demanding challenge due to the low magnitude of a noise signal and the limit of a dissipated power. In such a case, an ac technique with a lock-in amplifier or the use of a low-noise transformer as the first stage in the signal path are common approaches. A software dual-phase virtual lock-in (VLI) technique has been developed and tested in low-frequency noise studies of electronic components. VLI means that phase-sensitive detection is processed by a software layer rather than by an expensive hardware lock-in amplifier. The VLI method has been tested in exploration of noise in polymer thick-film resistors. Analysis of the obtained noise spectra of voltage fluctuations confirmed that the 1/f noise caused by resistance fluctuations is the dominant one. The calculated value of the parameter describing the noise intensity of a resistive material, C= 1·10−21m3, is consistent with that obtained with the use of a dc method. On the other hand, it has been observed that the spectra of (excitation independent) resistance noise contain a 1/f component whose intensity depends on the excitation frequency. The phenomenon has been explained by means of noise suppression by impedances of the measurement circuit, giving an excellent agreement with the experimental data.

6

Measurements of low frequency noise of infrared photo-detectors with transimpedance detection system

Ciura Ł., Kolek A., Gawron W., Kowalewski A., Stanaszek D.

Metrology and Measurement Systems

|

2014

|

Vol. 21, nr 3

461--472

EN

The paper presents the method and results of low-frequency noise measurements of modern mid-wavelength infrared photodetectors. A type-II InAs/GaSb superlattice based detector with nBn barrier architecture is compared with a high operating temperature (HOT) heterojunction HgCdTe detector. All experiments were made in the range 1 Hz - 10 kHz at various temperatures by using a transimpedance detection system, which is examined in detail. The power spectral density of the nBn’s dark current noise includes Lorentzians with different time constants while the HgCdTe photodiode has more uniform 1/f - shaped spectra. For small bias, the low-frequency noise power spectra of both devices were found to scale linearly with bias voltage squared and were connected with the fluctuations of the leakage resistance. Leakage resistance noise defines the lower noise limit of a photodetector. Other dark current components give raise to the increase of low-frequency noise above this limit. For the same voltage biasing devices, the absolute noise power densities at 1 Hz in nBn are 1 to 2 orders of magnitude lower than in a MCT HgCdTe detector. In spite of this, low-frequency performance of the HgCdTe detector at ~ 230K is still better than that of InAs/GaSb superlattice nBn detector.

7

Modelowanie transportu elektronów w kwantowych laserach kaskadowych

Kolek A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 11

18-26

PL

W artykule omówiono metody modelowania obszaru aktywnego struktury kwantowego lasera kaskadowego. Na przykładzie struktury lasera, emitującego w zakresie średniej podczerwieni, wskazano analogie i różnice między obrazem transportu elektronowego wynikające z analizy z użyciem m.in. najprostszego modelu równań kinetycznych, metody macierzy gęstości oraz najbardziej zaawansowanym modelem bazującym na formalizmie nierównowagowych funkcji Greena. Uzupełnieniem ww. metod jest metoda Monte Carlo, w której możliwe jest m.in. uwzględnienie rozproszeń elektron-elektron oraz rozproszeń międzydolinowych.

EN

In the paper, the modeling methods of active region of quantum cascade laser (QCL) structure are reviewed. For QCL structure, emitting in the mid-infrared range, the similarities and the differences between electron transport image resulting from (i) the simplest rate equations model, (ii) the density matrix method, and (iii) the most advanced model based on nonequilibrium Green’s formalism are discussed. The Monte Carlo method, which benefits from including electron-electron, electron-photon, and intervalleys scatterings, is also considered.

8

Szumy małej częstotliwości detektorów nBn na zakres średniej podczerwieni wykonanych z supersieci II rodzaju InAs/GaSb z barierą Al0.2Ga0.8Sb

Ciura Ł., Kolek A., Kowalewski A., Gawron W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 11

88-91

PL

W pracy przedstawiono pomiary szumów małej częstotliwości detektora średniej podczerwieni typu nBn wykonanego na bazie supersieci II-rodzaju InAs/GaSb z barierą Al0.2Ga0.8Sb. Badania przeprowadzono w temperaturze 77K. Pokazano, że widma szumów są superpozycją lorencjanów o różnych stałych czasowych. Dla małych prądów szum 1/f powiązano z fluktuacjami rezystancji upływu S1(f) ~ U/2/IRsh2. W zakresie napięć, gdzie dominują prądy tunelowe, zaobserwowano zależność S1(f) ~ /I. Wyniki pomiarów porównano z szumami m. cz. fotodiody z HgCdTe.

EN

In this paper low frequency noise of mid-wavelength infrared detector nBn made of II-type superlattices InAs/GaSb with barrier Al0.2Ga0.8Sb was shown. Measurements at temperature 77K was done. It was concluded that power spectral density is a sum of several lorentzians with different time constants. For small currents 1/f noise was connected with fluctuations of leakage resistance S1(f) ~ U2IRsh2. When tunneling currents dominate in total dark current relationship S1(f) ~ I was observed. Results of the noise measurements was compared with low frequency noise of the photodiode p-n based on HgCdTe.

9

Pomiar szumów małej częstotliwości diodowych detektorów podczerwieni

Ciura Ł., Kolek A., Gawron W., Stanaszek D.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2012

|

R. 80, nr 11

20-22

PL

Opisano metodykę pomiaru szumów małej częstotliwości diodowych detektorów podczerwieni.

EN

The paper describes methodology of low frequency noise measurements using diode infrared detectors

10

Electron radiation effects on RuO2-based thick-film temperature sensors

Mleczko K., Zawislak Z., Kolek A., Danilchenko B., Voitsihovska O.

Optica Applicata

|

2011

|

Vol. 41, nr 2

455--462

EN

The paper discusses the effects of electron radiation on resistance type Ru-based thick-film temperature sensors. Specimens, both commercial and lab made, were irradiated by the electron beam of the fluence from 5×1015 to 5×1017 e/cm2. R vs. T characteristics were measured from 4 to 300 K before irradiation and after each radiation dose. Measurements show that sensors containing a higher amount of metallic phase (lower resistance) are more immune to radiation. This statement concerns also low frequency noise which was observed to increase less for low-resistance samples. Our conclusion is that the application of Ru-based temperature sensors in the radiation environment is limited to the low temperature region - below 20…25 K.

11

Symulator kwantowego lasera kaskadowego

Hałdaś G., Kolek A., Tralle I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

40-42

PL

W pracy opisano zastosowanie formalizmu nierównowagowych funkcji Greena w reprezentacji pędowo-położeniowej do obliczenia właściwości transportowych kwantowych laserów kaskadowych. W algorytmie obliczeniowym wprowadzono dwa "ulepszenia": (i) granice jednego segmentu lasera zostaty tak dobrane, aby zachować okresowość całej struktury lasera kaskadowego (ii) moduł obliczeniowy został wyposażony w dyskretny regulator PID, który umożliwia uzyskanie zbieżności metody dla struktur kwantowych z wieloma stanami rezonansowymi i warunkami brzegowymi dla równania Poissona ustalonymi wewnątrz struktury.

EN

The application of non-equilibrium Green's functions formalism that preserve realspace basis in the simulations of quantum cascade lasers, have been described. The approach developed in the paper relies on two improvements introduced to non-equilibrium Green's functions/Poisson computational scheme: first, the boundaries of single laser stage were carefully designed as to maintain its periodicity with the whole quantum cascade structure. Second, non-equilibrium Green's functions/Poisson solver was equipped with several controlling features that enable to restore convergence of the method for complex quantum devices with many resonances and boundary conditions for Poisson equation set inside the structure.

12

Model numeryczny lasera QCL oparty na formalizmie nierównowagowych funkcji Greena

Kolek A., Hałdaś G., Bugajski M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 10

51-53

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych przeprowadzonych dla struktury lasera kaskadowego emitującego promieniowanie w zakresie średniej podczerwieni uzyskane z zastosowaniem formalizmu nierównowagowych funkcji Greena. Obliczenia przeprowadzono w przestrzeni rzeczywistej. Uwzględniono nieparaboliczność pasm oraz różne rodzaje rozproszeń elastycznych i nieelastycznych. Wyniki porównano z eksperymentem uzyskując dobrą zgodność.

EN

Nonequlibrium Green's function formalism was applied to the structure of quantum cascade laser emitting at mid-infrared range. Calculations were made in real space basis and took into account nonparabolicity of the subbands and various scattering mechanisms. Results were compared with experiments and good agreement was found.

13

Further improvement of Pb/Cd-free CaRuO3 thick-film resistors

Stadler A. W., Zawiślak Z., Kolek A., Kiełbasiński K., Jakubowska M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 3

115-118

EN

New generation of Pb/Cd-free CaRuO3 -based resistive paste has been used for preparation thick-film resistors (TFRs) with contacts made of various conductive pastes. Sample Pb/Cd-free TFRs with sheet resistance -2.6 kΩ have been examined in terms of noise and resistance measurements in temperature range 77...300K. Low-frequency noise has been identified to be resistance noise with two components: (i) 1/f noise and (ii) Lorentzians resulting from thermally activated noise sources (TANSs). Low frequency noise spectroscopy has been applied to obtain noise maps for different sectors of TFRs. These maps have been then used to detect TANSs and calculate their activation energy which occurred to be in the range 0.08...0.6 eV. Integral measure of noise has been mtroduced to extract noise components originated from bulk resistive material (Cbulk) and from resistive-to-conductive films interface (Cint). Next, parameters Cbulk and Cint have been used for noise properties comparison of different resistive materials and for evaluation of interface quality for different contacts. Results may be helpful in preparation/selection compatible pastes for thick-film technology in order to obtain reliable and low-noise Pb/Cd-free TFRs.

PL

W pracy przedstawiono badania właściwości elektrycznych bezołowiowych rezystorów grubowarstwowych wykonanych z pasty rezystywnej nowej generacji na bazie CaRuO3. Testowe rezystory, o rezystancji powierzchniowej -2,6 kΩ zostały poddane badaniu rezystancji i szumu w funkcji temperatury w zakresie 77.. 300K. Stwierdzono, że rezystancyjny szum niskoczętotliwościowy składa się z dwóch składników: (a) szumu 1/f i (b) szumu lorencjanowskiego pochodzącego od termicznie aktywowanych źródeł szumu (TAZS). Zastosowano niskoczęstotliwościową spektroskopię szumową do wyznaczenia map szumu dla różnych obszarów (sektorów) rezystora. Mapy pozwoliły wykryć TAZS i obliczyć ich energie aktywacji, które mieszczą się w przedziale 0.08...0.6 eV. Ponieważ mapy szumu są specyficzne dla rezystora, więc wprowadzono całkową miarę szumu a jej liniowa zależność od rozmiaru sektora rezystora była podstawą wydzielenia szumu warstwy (Cbulk) i szumu kontaktów (Cint). Parametry Cbulk i Cint posłużyły do oceny porównawczej właściwości szumowych badanych warstw oraz do oceny jakości interfejsu warstwa rezystywna/przewodząca dla różnych kontaktów. Wyniki badań mogą być pomocne przy opracowywaniu systemu kompatybilnych materiałów bezołowiowych dla technologii grubowarstwowej i jego optymalizacji w celu uzyskania materiałów do produkcji stabilnych rezystorów o małym poziomie szumów.

14

Właściwości elektryczne grubowarstwowych rezystorów na bazie kompozycji polimerowych z nanorurkami węglowymi

Stadler A. W., Kolek A., Mleczko K., Zawiślak Z., Ptak P., Słoma M., Jakubowska M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

22-25

PL

W artykule omówiono wyniki badań rezystorów grubowarstwowych z fazą przewodzącą wykonaną nanorurek węglowych. Badania rezystancji i szumu niskoczęstotliwościowego prowadzono w zakresie temperatury T od 5 K do temperatury pokojowej z użyciem kriostatów: helowego i azotowego. Stwierdzono, że obserwowany szum jest typu rezystancyjnego o widmie 1/f. Zauważono, że intensywność szumu, mierzona w pasmach dekadowych rośnie ze wzrostem temperatury. Posługując się niskoczęstotliwościową, spektroskopią szumową, wykryto, w zakresie T>15 K, aktywowane termicznie źródła szumu o energii aktywacji w zakresie 25 meV-1,6 eV. Na podstawie temperaturowej zależności rezystancji wykazującej ujemny TWR wyznaczono bezwymiarową. czułość, która jest porównywalna z wartościami uzyskiwanymi dla kriogenicznych czujników temperatury. Wyznaczona wartość objętościowego współczynnika intensywności szumu warstwy rezystywnej, wskazuje, ze właściwości szumowe są gorsze niż w przypadku warstw rezystywnych RuO2 -szkło.

EN

Experimental studies of carbon nanotubes/polymer thick film resistors have been described. Liquid helium and nitrogen cryostats have been involved to study temperature dependence of resistance and noise in temperature range from 5 K up to room temperature. 1/f resistance noise has been observed. Noise intensity, calculated in decade frequency bands, significantly rises with increasing temperature. Thermally activated noise sources (TANS) of activation energies in the range 25 meV-1.6 eV have been revealed using low-frequency noise spectroscopy. Relatively large value of negative TCR has been obtained from resistance versus temperature curve. Calculated dimensionless sensitivity is similar to that observed in cryogenic temperature sensors. However, bulk noise intensity of resistive layer is larger than that obtained for RuO2 based resistive layers.

15

Modelowanie kwantowych laserów kaskadowych średniej podczerwieni z zastosowaniem formalizmu nierównowagowych funkcji Greena

Hałdaś G., Kolek A., Trelle I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 10

93-96

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych przeprowadzonych dla struktury lasera kaskadowego emitującego promieniowanie w zakresie średniej podczerwieni uzyskane z zastosowaniem formalizmu nierównowagowych funkcji Greena.

EN

In the paper nonegulibrium Green's function formalism was applied to perform numerical simulations of quantum cascade laser emiting at mid-infrared range.

16

Metoda funkcji Greena w modelowaniu nanoelektronicznych struktur warstwowych

Kolek A., Hałdaś G., Tralle I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 1

41-44

PL

W pracy omówiono zastosowanie formalizmu funkcji nierównowagowych funkcji Greena w odniesieniu do przyrządów nanoelektronicznych o strukturze warstwowej. Metodę zilustrowano przykładem obliczeniowym, w którym wyznaczono charakterystykę prądowo napięciową diody rezonansowej, oraz gęstości prądu i ładunku w strukturze diody.

EN

In the paper the formalism of nonequilibrium Green function referred to nanostuctural layered electronic devices has been described. The method was illustrated with numerical example in which resonant tunneling diode has been solved for current-voltage characteristic, and current and charge densities within the diode structure.

17

Metoda funkcji Greena w modelowaniu nanoelektronicznych struktur półprzewodnikowych

Hałdaś G., Kolek A., Tralle I.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 5

73-77

PL

W pracy omówiono zastosowanie formalizmu funkcji nierównowagowych funkcji Greena w odniesieniu do przyrządów nanoelektronicznych o strukturze warstwowej. Metodę zilustrowano przykładem obliczeniowym, w którym wyznaczono charakterystykę prądowo napięciową diody rezonansowej, oraz gęstości prądu i ładunku w strukturze diody.

EN

In the paper the formalism of nonequilibrium Green function referred to nanostuctural layered electronic devices has been described. The method was illustrated with numerical example in which resonant tuneling diode has been solved for current voltage characteristic and current and charge densities within the diode structure.

18

Zjawiska fluktuacyjne w obszarze interfejsu warstw rezystora grubowarstwowego

Stadler A. W., Kolek A., Zawiślak Z., Mleczko K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 11

22-25

PL

Pokazano, że pewne systemy past rezystywnych i przewodzących używane do wytwarzania rezystorów grubowarstwowych cechuje wzrost gęstości termicznie aktywowanych źródeł szumów ulokowanych w obszarze interfejsu warstw. Te źródła szumów podlegają procesowi przełączania, który skokowo zmienia układ aktywnych fluktuatorów i ich wkład w całkowity szum mierzony na zaciskach rezytora. Badania pozwalają związać zjawisko przełączania z uwalnianiem naprężeń mechanicznych, które w rezystorach grubowarstwowych powstają na skutek niedopasowania temperaturowych współczynników rozszerzalności liniowej materiałów wchodzących w skład warstw rezystywnej i przewodzącej oraz podłoża.

EN

It is shown that certain resistive and conductive inks used for the fabrication of thick film resistors are characterized by enhanced denisty of thermally activated noise sources localized in the resistive/conductive layers interface. These noise sources are subjected to the switching phenomenon, which narrowly changes the set of active fluctuators and their contribution to the overall noise measured at resistors terminations. Extensive experiments allow to attribute the switchings to the relaxation of mechanical stress, which in thick film resistors appears due to the mismatch of thermal expansion coefficients of the materials contained in the layers and/or the substrate.

19

Ocena parametrów metrologicznych mikromechanicznych dźwigni piezorezystywnych

Woszczyna M., Janus P., Grabiec P., Kolek A., Gotszalk T., Rangelow I. W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 6

92-94

PL

W celu ilościowego opisu zjawisk zachodzących przy udziale mikromechanicznej dźwigni piezorezystywnej istotna jest znajomość podstawowych jej parametrów metrologicznych takich jak: stała sprężystości, czułość dźwigni na zadane wychylenie, a także właściwości szumowe typu termicznego oraz 1/f. Opisano proces kalibracji dźwigni sprężystej z mostkiem piezorezystywnym jako detektorem ugięcia.

EN

To obtain quantitative information about interactions between the micromechanical cantilever and its surrounding, it is crucial to determine the principlal metrological cantilever parameters such as: spring constant, response sensitivity for certain deflection and noise properties. In this article a calibration process of the cantilever with integrated piezoresistive deflection detector is presented.

20

Gaussianity evaluation of noise in RuO2-glass resistors

Stadler A. W., Kolek A., Zawiślak Z., Mleczko K., Żak D., Ptak P., Szałański P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 12

31-33

EN

Low-frequency noise in thick-film resistors of RuO2 and glass mixture study in temperature below 2 K has been described. Second spectra method has been used to test gaussianity of the measured noise. Possibility of nongaussianity in observed 1/f noise has been found at lowest temperature in experiment, T= 0.37 K.

PL

Opisano badania szumu w zakresie małych częstotliwości w rezystorach RuO2-szkło w temperaturze poniżej 2 K. Zastosowano metodę widm drugiego rzędu do określenia cech gaussowskich zmierzonego szumu 1/f. Wykryto niestacjonarność szumu w najniższej temperaturze uzyskanej podczas eksperymentu, T= 0,37 K.