|30 |6,89E-10 |4,36E+10 |
|40 |9,45E-10 |4,23E+10 |
|50 |1,23E-09 |4,05E+10 |
|60 |1,50E-09 |3,99E+10 |
|70 |1,75E-09 |3,99E+10 |
|80 |2,01E-09 |3,97E+10 |
|90 |2,27E-09 |3,96E+10 |
|100 |2,53E-09 |3,95E+10 |
Таблица 3.1.2.7. Результаты измерений вольт-амперных характеристик образцов
нитрида алюминия при освещении.
|Образцы |Сопротивление|Удельная |Кратность |Концентра-ция|
| |Ом |проводимость, |изменения |неравновесных|
| | |ом-1 м-1 |сопротивлени|носителей, |
| | | |я |м-3 |
|Образец №1|4.47 1010 |0.26 10-4 |104 |0.116 1018 |
|Образец №2|4.4 1010 |0.55 10-4 |1.4 103 |0.24 1018 |
|Образец №3|4.3 1013 |0.243 10-4 |1.58 103 |0.1 1018 |
Полученные результаты позволяют судить о качестве контактов и
воспроизводимости свойств материала.
Из графиков, представленных на рисунках 3.1.2.1 – 3.1.2.4. видно, что
вольт-амперные характеристики образцов при смене полярности приложенного
напряжения на противоположное практически совпадают, из чего можно сделать
вывод о том, что фотоэлектрические свойства материала мало изменяются от
образца к образцу, а алюминиевые контакты можно считать омическими.
Кратность изменения сопротивления для разных образцов находится в
пределах от 1.4 103 до 104, что позволяет применять данный материал в
качестве фоторезистора.
[pic]
Рисунок 3.1.2.1. Вольт-амперная характеристика образца нитрида алюминия при
освещенности (образец №1) при различных полярностях приложенного
напряжения.
[pic]
Рисунок 3.1.2.2. Вольт-амперная характеристика образца нитрида алюминия при
освещенности (образец №2) при различных полярностях приложенного
напряжения.
[pic]
Рисунок 3.1.2.3. Вольт-амперная характеристика образца нитрида алюминия при
освещенности (образец №3) при различных полярностях приложенного
напряжения.
[pic]
Рисунок 3.1.2.4. Вольт-амперные характеристики AlN. Темновая ВАХ (кривая 2)
и ВАХ при освещенности (кривая 1). Мощность излучения для ВАХ при освещении
– 21.4 мкВт.
3.2. Зависимость фототока от интенсивности падающего излучения.
Измерения зависимости фототока от интенсивности падающего излучения
проводились с помощью фильтра БС-7, не пропускающего ультрафиолетовое
излучение. Таким образом, влияние излучения видимой области спектра было
исключено путем вычитания значений интенсивности и фототока, полученных при
использовании фильтра из их интегральных значений.
Измерения проводились для одного образца при напряжении на нем – U=90
В.
Результаты измерений приведены в таблице 3.2. и на рисунке 3.2.
Зависимость фототока от интенсивности падающего излучения можно
аппроксимировать следующим выражением:
[pic], где
Iф(А) – фототок; P (Вт) – мощность излучения; А и ? – параметры,
определяемы эмпирическим путем. Из найденной зависимости можно определить
эти параметры:
А=2.4 104;
?’0.89
Таблица 3.2. Результаты измерений зависимости фототока от интенсивности
падающего излучения.
|Интенсивность, мкВт |Iф, А |
|0 |0 |
|5,33E-09 |9,1E-12 |
|1,07E-08 |1,69E-11 |
|2,13E-08 |3,12E-11 |
|1,07E-07 |1,31E-10 |
|2,67E-07 |2,96E-10 |
|7,20E-07 |7,17E-10 |
[pic]
Рисунок 3.2. Зависимость фототока от интенсивности падающего излучения.
3.3. Спектральные характеристики фотопроводимости нитрида алюминия.
Измерение спектральных характеристик фотопроводимости нитрида
алюминия проводились с помощью установки, описанной в главе 2. Напряжение
на образце – U=90 В.
Измерения проводились без учета интенсивности, поскольку очень трудно
определить мощность излучения, прошедшего через монохроматор в области
малых длин волн при ?<0,25 мкм.
Чтобы привести кривую к нормальному виду, был использован
калиброванный фотодиод и по нему были получены относительные значения
количества падающих фотонов.
Фототок в области от 5.9 до 6.2 эВ трудно определим по причине
большой погрешности при резком падении интенсивности света, вышедшего из
монохроматора.
Результаты измерений приведены в таблице 3.3. и на рисунке 3.3.
Как видно из рисунка 3.3. фотопроводимость начинается при энергии
фотонов 3.8 эВ. Поглощение имеет примесный характер. Максимум
фотопроводимости приходится на промежуток энергий от 5.4 до 6.2 эВ. К
сожалению, именно на промежутке от 5.9 до 6.2 эВ не удалось получить
точных и достоверных значений фотопроводимости.
Таблица 3.3. Спектральная зависимость фотопроводимости нитрида алюминия.
|Деления |?, анг. |h?, эВ|Iф, пА |Iф-Iт, |??, Cм |??/??max|
| | | | |пА | | |
|10,000 |1985,924|6,244 |24,280 |24,120 |2,680E-13|0,857 |
|15,000 |2013,286|6,159 |26,480 |26,320 |2,924E-13|0,935 |
|20,000 |2040,648|6,077 |27,600 |27,440 |3,049E-13|0,975 |
|25,000 |2068,010|5,996 |28,220 |28,060 |3,118E-13|0,997 |
|30,000 |2095,372|5,918 |28,300 |28,140 |3,127E-13|1,000 |
|35,000 |2122,734|5,842 |28,000 |27,840 |3,093E-13|0,989 |
|40,000 |2150,096|5,767 |27,900 |27,740 |3,082E-13|0,986 |
|45,000 |2177,458|5,695 |27,500 |27,340 |3,038E-13|0,971 |
|50,000 |2204,820|5,624 |27,200 |27,040 |3,004E-13|0,961 |
|55,000 |2232,182|5,555 |26,770 |26,610 |2,957E-13|0,946 |
|60,000 |2259,544|5,488 |25,870 |25,710 |2,857E-13|0,914 |
|65,000 |2286,906|5,422 |24,820 |24,660 |2,740E-13|0,876 |
|70,000 |2314,268|5,358 |23,750 |23,590 |2,621E-13|0,838 |
|75,000 |2341,630|5,295 |22,190 |22,030 |2,448E-13|0,783 |
|80,000 |2368,992|5,234 |20,520 |20,360 |2,262E-13|0,723 |
|85,000 |2396,354|5,175 |18,200 |18,040 |2,004E-13|0,641 |
|90,000 |2423,716|5,116 |16,400 |16,240 |1,804E-13|0,577 |
|95,000 |2451,078|5,059 |14,500 |14,340 |1,593E-13|0,510 |
|100,000 |2478,440|5,003 |12,680 |12,520 |1,391E-13|0,445 |
|105,000 |2505,802|4,949 |11,000 |10,840 |1,204E-13|0,385 |
|110,000 |2533,164|4,895 |9,110 |8,950 |9,944E-14|0,318 |
|115,000 |2560,526|4,843 |8,000 |7,840 |8,711E-14|0,279 |
|120,000 |2587,888|4,792 |7,110 |6,950 |7,722E-14|0,247 |
|125,000 |2615,250|4,741 |5,880 |5,720 |6,356E-14|0,203 |
|130,000 |2642,612|4,692 |4,860 |4,700 |5,222E-14|0,167 |
|135,000 |2669,974|4,644 |3,980 |3,820 |4,244E-14|0,136 |
|140,000 |2697,336|4,597 |3,300 |3,140 |3,489E-14|0,112 |
|150,000 |2752,060|4,506 |2,210 |2,050 |2,278E-14|0,073 |
|160,000 |2806,784|4,418 |1,510 |1,350 |1,500E-14|0,048 |
|170,000 |2861,508|4,333 |1,070 |0,910 |1,011E-14|0,032 |
|180,000 |2916,232|4,252 |0,768 |0,608 |6,756E-15|0,022 |
|190,000 |2970,956|4,174 |0,574 |0,414 |4,600E-15|0,015 |
|200,000 |3025,680|4,098 |0,469 |0,309 |3,433E-15|0,011 |
|220,000 |3135,128|3,955 |0,398 |0,238 |2,644E-15|0,008 |
|240,000 |3244,576|3,822 |0,373 |0,213 |2,367E-15|0,008 |
[pic]
Рисунок 3.3. Спектральная зависимость фотопроводимости нитрида алюминия.
ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА
4.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Развитие полупроводниковой оптоэлектроники требует новых исследований
самых различных полупроводниковых материалов материала практически по всем
направлениям. В настоящее время возникла потребность в полупроводниковых
приемниках излучения, которые чувствительны только в ультрафиолетовой
области спектра. Это связано с различными применениями данных приборов в
биологии, медицине, военной технике и пр. Дипломная работа посвящена
исследованию характеристик фотоприемников ультрафиолетового излучения на
основе нитрида алюминия. Нитрид алюминия является превосходным материалом
для экстремальной оптоэлектроники - открываются новые возможности при
создании приборов, стойких к воздействию высокой температуры, радиации.
Кроме того, в пользу нитрида алюминия и сравнение его с другими материалами
по части механической прочности.
Целью данной дипломной работы является исследование фотоэлектрических
свойств нитрида алюминия. Необходимо отметить, что настоящая работа
представляет собой лишь начальную стадию изучения данного материала и в
дальнейшем возможны некоторые корректировки выбора материалов для
изготовления приборов экстремальной оптоэлектроники, требований к их
качеству и т.п.
Дипломная работа относится к разряду научно-исследовательской и носит
поисковый характер. Выполнение НИР весьма актуально в настоящий момент, так
как создание приборов оптоэлектроники для работы в экстремальных условиях
является на сегодняшний день задачей многих производителей электронных
приборов во всем мире.
Поскольку данная работа носит научно-исследовательский характер, в
технико-экономическом обосновании проекта можно ограничиться расчетом
себестоимости НИР.
4.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТОИМОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ НИР
Целью планирования сметной стоимости проведения НИР является
экономически обоснованное определение величины затрат на ее выполнение
независимо от источника финансирования. Стоимость разработки определяется
по фактическим затратам.
В основе определения стоимости разработки лежит перечень выполненных
работ и их трудоемкость, которые приведены в таблице 4.1.
Калькуляция себестоимости проведения НИР производится путем
составления сметы, являющейся основным документом, на основе которого
осуществляется финансирование, планирование и учет затрат.
