Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Influence of the magnetic field on the charge transport in InxGa1-xAs (0 x ≤ x ≤ 1) MBE layers

100%

Wolkenberg A. , Przesławski T.

|

2008

|

tom Vol. 49, nr 2

72-75

EN

The Hali effect and magnetoresistance measurements in InxGa1-xAs alloys have been carried out over the entire range of compositions x(x=0, x=0.53 and x=1) in the magnetic field up to 1.5 T. InGaAs layers were grown by molecular beam epitaxy (MBE) onto GaAs and InP substrates. Despite the large lattice mismatch (≤ 7.2%) InxGa1-xAs layers showed excellent morphological and structural properties as determined by double crystal X-ray diffraction. Heteroepitaxially grown InAs and In0.53Ga0.47As layers exhibited pronounced maximum of Hali coefficient at temperaturę about ~60 K, which is characteristic of impurity-band transport. Additionally all InGaAs layers showed several anomalous behaviour like strong non-linear character in the magnetic field dependence of their Hali coefficients, non-quadratic weak magnetic field dependence of magnetoresistance, and the temperature dependence of their electron mobility. These are attributed to inhomogeneous distribution of misfit dislocation, and are interpreted in terms of two-layer model, one with bulk like and the other with strongly dislocated region at the heterointerface.

PL

Pomierzono zjawisko Halla i magnetorezystancje w stopach InxGa1-xAs przy różnych wartościach x (x = 0, x=0,53 i x= 1) w polach magnetycznych do 1,5 T. Warstwy InGaAs były osadzane na podłożach z GaAs i InP w procesie MBE. Pomimo dużego niedopasowania sieciowego (≤ 7,2%) warstwy InxGa1-xAs wykazują dobrą strukturę, co wynika z badań XRD. Heteroepitaksjalne warstwy InAs i In0.53Ga0.47As wykazują się maksimum współczynnika Halla w temperaturze ~60 K charakterystyczną dla transportu przez pasmo domieszek. Ponadto warstwy InGaAs wykazują silnie nieliniowy charakter zależności współczynnika Halla od pola magnetycznego, niewielkie odchylenie od zależności kwadratowej magnetorezystancji od pola magnetycznego i zależność temperaturową ruchliwości elektronów. Przypisujemy to niehomogenicznemu rozkładowi dyslokacji niedopasowania i interpretujemy to w modelu dwuwarstwowym, składającym się z warstwy obszaru objętościowego i warstwy międzypowierzchniowej przy podłożu, silnie wzbogaconej dyslokacjami.

2

Kwantowy (2DEG) czujnik pola magnetycznego z pseudomorficzną warstwą aktywną In0,52Al0,48As/In0,8Ga0,2As na podłożu (411)A InP

100%

Przesławski T. , Wolkenberg A.

|

tom Vol. 48, nr 1

55-61

PL

Opisano koncepcję nowej generacji czujników Halla wykorzystujących półprzewodnikowe studnie kwantowe wypełnione 2DEG. Technologie MBE, MOCVD umożliwiają kontrolę parametrów rosnących warstw oraz wytwarzanie tzw. struktur pseudomorficznych - mechanicznie naprężonych na granicy z sąsiednimi warstwami i nie przekraczających grubości krytycznej. Podano właściwości elektryczne oraz charakterystyki różnych parametrów, które mogą być odpowiednio kształtowane (inżynieria przerwy zabronionej, inżynieria funkcji falowych). Wymienione zalety tej struktury heterozłączowej w połączeniu ze wzrostem na podłożu (411 )A InP powinny znacznie poprawić właściwości transportowe ładunków elektrycznych. Czujniki Halla wykorzystujące struktury pseudomorficzne mogą w najbliższej przyszłości wyprzeć z wielu zastosowań tradycyjne hallotrony.

EN

There was described new concept of Hall sensors with fulfilled quantum wells by 2DEG. MBE and MOCVD technology allow control of the growing layers (channel and barrier) and therefore also to make pseudomorphic structures mechanic strained on the frontier between neighbor layers and with it thickness lower as critical. It was described different properties and parameters which can be shaped using energy gap and wave function engineering. All values of these structures together with growth on (411)A InP (super- flat interfaces - significant reduction of the interface roughness scattering charge carrier of 2DEG, enhanced electron mobility) must to bring enormous increase of transport parameters of charge carriers. Such Hall sensors can push out in the future the classical Hall sensors with thin layer structure.

3

Parametry galwanomagnetyczne i przewodnościowe warstw epitaksjalnych MBE z InAs/GaAs, In0,53Ga0,47As/InP i GaAs/GaAs

100%

Wolkenberg A. , Przesławski T.

|

tom Vol. 48, nr 6

26-30

PL

Przedstawiono przegląd problemów pomiarowych parametrów transportowych epitaksjalnych warstw MBE z InAs/GaAs, In0,53Ga0,47As/InP i GaAs/GaAs przy stosowaniu do pomiarów pola magnetycznego. Opisano wpływ temperatury pomiaru na dokładność wyników. Zwrócono uwagę na dobór właściwych wartości natężenia pola magnetycznego. Wnioskowano, że porównywanie mierzonych wartości z obliczanymi teoretycznie przynosiło najlepsze rezultaty w przypadku warstw GaAs.

EN

There were described very broadly the problems connected with measurements of the charge transport parameters of the epitaxially grown in MBE layers of InAs/GaAs, In0.53Ga047As/InP and GaAs/GaAs by galvanomagnetic method. The temperaturę influence on measure accuracy was mentioned. Also the choice of right magnetic field value was presented. The best results of the comparison between theoretically calculated values and that measured were obtained on GaAs samples.

4

Wpływ grubości epitaksjalnych warstw InAs na GaAs wykonywanych w technologii MBE, na ich parametry transportu ładunków elektrycznych

100%

Wolkenberg A. , Przesławski T.

|

tom Vol. 48, nr 7

39-44

PL

Otrzymywanie czystych epitaksjalnych warstw InAs/GaAs o dużej perfekcji krystalograficznej jest możliwe metodą epitaksji z wiązek molekularnych [2]. W warstwach tych obserwowane jest anomalne zachowanie R H (T) tj. występowanie maksimum w temperaturach około 50K i spadek wartości poniżej tej temperatury, co odpowiada anomalnej zależności n H (T). W warstwach InAs w niskich temperaturach w wyniku występowania naprężeń (skutkiem niedopasowania sieciowego) występują anomalne zjawiska transportu [3]. Stwierdzono w przypadku występowania anomalnych wartości R H w InAs, że dla poprawnego rozwiązania równania neutralności należy dodać do koncentracji elektronów dodatkowy składnik X, związany ze stanami typu donorowego i akceptorowego [2]. Składnik X mogą stanowić domieszki o różnych energiach aktywacji położonych pod dnem lub nieco ponad dnem pasma przewodnictwa.

EN

Molecular beam epitaxy allow to obtain pure InAs layers with big crystallographic perfection [2]. We observed in this layers anomalous behaviour of R H (T) ie. Maximum value at temperature ~50K and decrease in temperature lower as 50K what is equivalent to anomalous increase of n H (T). In the epitaxial layers of InAs at low temperatures as a result of of strain between the layer and GaAs substrate we observe the transport by two or more charge carriers [3]. It was stated, that in the case of anomalous values of R H (T) we must add to concentration of charges the component X during solving of the neutrality equation. This component may be acceptor or donor like [2]. X component may be energetically localized little under bottom of conductivity band or above it.

5

Application of the galvanomagnetic measurements in the temperature range 4 ÷ 300 K to the MBE GaAs layers characterization

100%

Wolkenberg A. , Przesławski T.

|

tom Vol. 32, No. 4

369-372

EN

The galvanometric measurements were performed on the square shaped samples after Van der Pauw and on the Hall bar at low electric fields ca.1.5 V/cm and magnetic induction ca. 6 kG in order to make a comparision between the theoretical and experimental results of the temperature dependence of mobility and resistivity from 4 K to 300 K. It was obtained a calculation method of the drift mobility and Hall mobility in which are applied the scatterings: on ionized impurities, on polar optical phonons, on accoustic phonons (deformation potential), on accoustic phonons (piezoelectric potential) and on dislocations. The elaborated method transformed to a computer program allows to fit experimental values of resistivity and Hall mobility to those calculated. Fitting procedure makes possible to characterize the quality of the n-type GaAs MBE layer, i. e. the net electron concentration, whole ionized impurities concentration and dislocation desity after Read space charge cylinders model. The calculations together with measurements allows to obtain compensation ratio value in the layer also. The influence of the epitaxial layer thickness on layers measurements accuracy in the case of Van der Pauw square probe was investigated. It was stated that in the layers under 3 µm the bulk properties are strongly influenced by both surfaces. The results of measurements of the same layer using Van der Pauw and Hall bar structure were compared.

6

Temperature dependence of galvanomagnetic properties of undoped n-type GaA/GaAs and n-type InGaAs/InP layers

80%

Wolkenberg A. , Przesławski T. , Regiński K. , Kaniewski J.

Electron Technology : Internet Journal

|

2001/2002

|

tom Vol. 34, nr 1

1-4

EN

The magnetoresistance (MR) and the Hall-effect measurements in undoped n-type GaAs/GaAs and n-type In₀.₅₃Ga₀.₄₇As/InP samples in the temperature range 3.5 ÷ 300 K were carried out. We have obtained magnetoresistance data on the samples of n-type epilayers on SI GaAs and SI InP substrates made MBE technology. Magnetoresistance by measurements in constant magnetic fields vs. temperature are completed. The measurements reveal that the magnetoresisance of the samples strongly depends on the temperature and magnetic field.

7

Heterojunction In0.53Ga0.47As/InP magnetic field sensors fabricated by molecular beam epitaxy

80%

Przesławski T. , Wolkenberg K. , Regiński K. , Kaniewski J.

|

2002

|

tom Vol. 32, nr 3

511-515

EN

The aim of our work is to construct magnetic field sensor (MFS) and temperature sensor (TS) based on galvanomagnetic effects. Basing on the analysis of available experimental data we chose n-type In0.53Ga0.47As on InP as a suitable material. We fabricated thin InGaAs layer (t = 4 mm) with electron mobility mH = 0.7 m2(Vs)–1 and carrier concentration nH = 2.25×1020 m–3 at room temperature. The absolute sensitivity g0 defining maximal output voltage of the Hall sensor (HS) and the current-related sensitivity g deduced from the measurement results are g0 = 1.1 VT–1 and g = 5600 WT–1, respectively. Additionally, we found magnetoresistor current sensitivity SI ~ 800 WT–1 and voltage sensitivity SV ~ 0.5 T–1 for the layer. Similarly, in the In0.53Ga0.47As/InP layer ~1 mm thick with nH = 8.5×1023 m–3 and mH ~ 0.5 m2(Vs)–1 we obtained the values of the parameters: g0 = 0.008 VT–1, g = 40 WT–1, and SI ~ 1 WT–1, SV ~ 0.05 T–1. The studies lead towards the construction of new magnetic field and/or temperature sensors on the basis of present and previously obtained as well as published experimental results.

8

Wybrane problemy materiałowe w przemyśle elektronicznym: wpływ grubości warstwy epitaksjalnej InAs na podłożu GaAs <100> na jej jakość krystaliczną i półprzewodnikową : miniaturyzacja w technologii krzemowej

70%

Wolkenberg A. , Przesławski T. , Regiński K. , Bąk-Misiuk J. , Kaniewski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

tom R. XXI, nr 4

137-141

PL

Celem pracy jest przedstawienie wybranych problemów materiałowych przemysłu elektronicznego związanych z wykorzystywaniem bardzo cienkich monokrystalicznych warstw półprzewodnikowych (InAs) i ogromnego w ostatnich latach zmniejszenia rozmiarów struktur półprzewodnikowych (tranzystorów, pamięci) wykonywanych w technologii krzemowej. Omówiono właściwości krystalograficzne i elektroniczne warstw epitaksjalnych InAs osadzanych przy pomocy metody MBE na podłożach z GaAs <100>, zaproponowano model dwuwarstwowy dla cienkich warstw InAs pozwalający obliczać FWHM i koncentrację nośników w nie domieszkowanym materiale w funkcji grubości. Przeprowadzono analizę własnych wyników i danych literaturowych. Zwrócono uwagę na zmniejszenie wymiarów geometrycznych struktur w technologii krzemowej podstawowej dla bieżących konstrukcji mikroukładów pamięciowych i procesorowych.

EN

The aim of paper was to present some problems in materials engineering connected with miniaturization of geometric dimensions of electronic structures. The examples are taken from InAs epitaxial layers and silicon technology. There are described crystallographic and electronic properties of InAs epitaxial layers deposited on insulating GaAs <100> wafers by MBE method after our results and from literature. It is proposed a novel two layer model after Petritz which allow to calculate crystalline (FWHM) and electronic (concentration, mobility) properties of any one undoped InAs layer with any one thickness. It was performed a comparative analysis of our results and those from literature. There is described the surprising decrease of semiconductor structures dimensions on silicon during last years. The problem was demonstrated on DRAM memories increase and transistors decrease as the components of microprocessor chips. Further development is concerned to silicon dioxide quality in very thin layers 1.2 nm thick.

9

Magnetic field sensors based on undoped In0.53Ga0.47As/InP heterostructures fabricated by molecular beam epitaxy and metalorganic chemical vapor deposition

70%

Przesławski T. , Wolkenberg A. , Kaniewski J. , Regiński K. , Jasik A.

|

2005

|

tom Vol. 35, nr 3

627-634

EN

In this paper we, describe the design and fabrication process of Hall and magnetoresistor cross-shaped sensors using In0.53Ga0.47As/InP layer structures as active media. The influence of geometric correction factor GH on sensitivity parameters of these devices has been investigated. The results have been used in order to optimize the structure design behavior at temperatures ranging from 3 to 300 K. The large changes of the galvanomagnetic parameters vs. magnetic field and temperature allow these devices to be used as signal and measurement magnetic field sensors.

10

Wielowarstwowe nanokompozyty, wytwarzanie, właściwości elektryczne i mechaniczne

61%

Tokarz A. , Wolkenberg A. , Bochenek A. , Nitkiewicz Z. , Łaszcz A. , Wrzesińska H. , Przesławski T.

Kompozyty

|

2001

|

tom R. 1, nr 2

246-249

PL

Przedstawiono charakterystykę kompozytowych nanostruktur metali otrzymywanych elektrochemicznie i azotków metali otrzymywanych w wyniku rozpylania katodowego. Nanostruktury składały się bądź z pojedynczych warstw na podłożu z monokrystalicznego krzemu, bądź z wiełowarstw tworzących tzw. supersieci. Omówiono wpływ podłoża stosowanego do osadzania elektrochemicznego na parametry osadzania elektrochemicznego oraz własności strukturalne otrzymanych wielowarstw. Podobnie omówiono proces rozpylania katodowego azotków i właściwości mechaniczne supersieci w zależności od rodzaju warstw podkładowych. Przedstawiono wybrane badania rentgenostrukturalne oraz wyniki pomiarów twardości i magnetorezystancji wytworzonych struktur.

EN

There are reported the structural, mechanical and electrical characterisation of multilayer nanocomposites - superlatti-ces. Two kind of superlattices were investigated: metallic Cu/Ni and ceramic TiN/NbN. Both were deposited onto (111) or (100) n-typc Si wafers. Cu/Ni multilayers were electrodeposited from single bath under potential control. The polarisation data allowed to choose deposition potentials of Ni and Cu layers (fig. 1). The ceramic TiN/NbN structures were performed by reactive sputtering. The structural properties of multilayers were carried out by X-ray diffraction (figs 2, 3), SIMS (Secondary Ions Mass Spectroscopy) and ellipsometry. The hardness was measured using Vickers indenter with 5 and 10 grams load. A maximum of 80 GPa and 9 GPa is measured for ceramic and metallic composites respectively. The influence of number of bilayers and thickness of the superlattice period A (fig. 4) on the hardness were investigated (tab. 1,2). The magnetoresistance (MR) measurements were made using conventional four-point Van der Pauw geometry. For metallic superlattices the magnetoresistance measured in the current-in-plane configuration, is dominated by the giant magnetoresistance (GMR) effect for (111) oriented structures (fig. 5) and by the anisotropic MR effect for superlattices without any preferential crystallographic orientation. However electrical transport in metallic multilayers is clear, we find the positive magnetoresistance in ceramic structures. The maximum percentage changes achieved 80% for structure containing 10(xl.38 nm TiN + 5.82 nm NbN) (fig. 6). This suppressing properties of the ceramic superlattices could allow to produce magnetic sensors that are resistant for friction (e.g. sensors of the movement).