Реферат: Компьютерное моделирование сенситометрических характеристик формирователей сигналов изображения

1.термический выброс в валентную зону CdS (переход 1);

2.непосредственное туннелирование дырок с ловушечных центров валентную зону Cu₂ S (переход 2);

3.двухступенчатое туннелирование электрона из квазинейтральной области CdS в ОПЗ (переход 3) и последующей рекомбинации с неравновесной дыркой;

4.туннельно-прыжковая рекомбинация (переход 4)

Рис.7. Механизмы удаления захваченных на ловушки дырок из ОПЗ гетероперехода CdS-Cu2 S

Наличие последнего механизма связано с тем, что дефекты трансляционной симметрии в ОПЗ приводят к размыванию краев разрешенных зов и образованию в запрещенной зоне отличной от нуля плотности состояний N(E) . По этим локальным состояниям возможен токоперенос, описываемый с позиций модели прыжковой проводимости Мотта. Часть электронов, находящихся на локализованных состояниях, может рекомбинировать с дырками, захваченными на ловушки, очевидно, что рекомбинировать могут лишь носители, находящиеся вблизи уровня Ферми, т.к. выше носителей нет. а ниже все состояния заполнены и прыжок совершить некуда. Таким образом, рекомбинировать могут только относительно подвижные носители, расположенные на энергетическом расстоянии порядка kT от уровня Ферми E_F .

Вероятности осуществления указанных механизмов находятся в сильной зависимости от глубины залегания дырочных ловушек, E_T , температуры образца и пространственной координаты локальных центров в ОПЗ.

Внешнее смещение оказывает на механизёмы выброса разное влияние, так, термический выброс (1) от напряжения не зависит вообще, непосредственное туннелирование (2) зависит слабо, а двухступенчатая рекомбинация я туннельно-прыжковый механизм проявляют сильную зависимость от внешнего смещения.

Кинетика выброса дырок по перечисленным механизмам при фотовозбуждении описывается уравнением:

(12)

где f -функция генерации, имеющая постоянное значение;

-тепловая скорость носителей;

S_pt и S_nt -поперечное сечение захвата дырок я электронов

P_v -эффективная плотность состояний в валентной зоне CdS;

n₀ -концентрация свободных электронов в квазинейтральной области CdS;

S_nr -поперечное сечение захвата электронов центром рекомбинации на границе раздела;

- N(E_F ) -плотность состояний в окрестности уровня Ферми;

-D₁ (х),D₂ (х) -коэффициенты прозрачности барьеров, соответствующих туннелированию я двухступенчатой рекомбинации;

-эффективная тепловая скорость носителей при прыжковой проводимости.

Второе слагаемое в правой части описывает термический выброс (1), третье - туннельный (2), четвертое - двухступенчатое туннелирование (3), а пятое – туннельно-прыжковую рекомбинацию (4).

Рассмотрим кинетику выброса дырок в отсутствии фотовозбуждения, то есть случай спадающей релаксации. Пусть при t =0 (в момент выключения коротковолнового света) концентрация на ловушках такова, что условие:

(13)

выполняется. В этом случае рекомбинационными потерями на границе можно пренебречь и ток, генерированный длинноволновым светом в Cu₂ S, будет максимален. После выключения света при t =0 в уравнении (12) функция генерации f оказывается равной нулю. В то же время начальное условие записывается в виде

(14)

Безусловно, при всех значениях x p_t (x)≤N_t . Таким образом, уравнение (12) перепишется в виде:

(15)

Данное уравнение определяет зависимость концентрации носителей захваченных на дырочные ловушки в ОПЗ гетероперехода CdS-Cu₂ S от времени, прошедшего после выключения возбуждающего света.

Решение кинетического уравнения для неравновесных дырок с концентрацией p_t , захваченных не ловушки в ОПЗ CdS, учитывающего все пути ликвидации накопленного заряда, определяет процесс спада тока короткого замыкания, т.к. кинетика находится в прямой зависимости от кинетики захваченного заряда.

§ 5. Технология изготовления гетеропары CdS-Cu₂ S.

Получение тонкопленочного CdS.

Основные методы изготовления гетероперехода в были разработаны при конструировании фотоэлементов. Впервые фотоэлемент с поликристаллическим слоем был изготовлен Карлсоном в 1956 г. В настоящее время для получения слоя применяют осаждение из паровой фазы, метод пульверизации, катодное распыление и спекание [10].

Осаждение из паровой фазы.

Чаще всего термическое испарение в вакууме проводится в открытых системах, в которых тигель и подложка устанавливаются в одном и том же объеме, ограниченном вакуумной камерой. Температура подложки, в процессе испарения, оказывает определяющее влияние на свойства осажденного материала. Оптимальное значение температуры составляет 180-200^o С.

Тигель для испаряемого вещества обычно изготовляют из кварца. Испарение чистого CdS проводят при температуре тигля, приблизительно равной 1000^o С; испаряемый материал можно загружать в тигель в виде порошка или гранул.