Низькотемпературні характеристики ниткоподібних кристалів Si1-хgeх і їх застосування для створення елементної бази сенсорів температури та деформації
Створення елементної бази сенсорів температури та деформації на основі ниткоподібних кристалів твердого розчину Si1-хGeх, вплив магнітного поля на їх характеристики. П’єзорезистивні і термоелектричні властивості кристалів в області низьких температур.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.07.2014 |
| Размер файла | 55,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Представлены результаты исследования пъезорезистивных свойств нитевидных кристаллов Si1-хGeх в широком интервале температур, а также определены механизмы переноса носителей заряда и энергии активации в области низких температур в зависимости от степени легирования исходного материала. Исследовалось влияние разных уровней деформации на изменение величины энергии активации прыжковой проводимости, что дало возможность создания на основе НК твердого раствора Si1-хGeх сенсоров деформации разных модификаций в зависимости от степени легирования исходного материала. Созданы сверхчувствительные сенсоры деформации с широким рабочим интервалом, как деформации, так и температуры на основе сильнолегированных НК, в то время как микрокристаллы, легированные вблизи перехода металл-диэлектрик, работоспособны при температуре 4,2 К.
Термоэлектрические свойства нитевидных кристаллов Si1-хGeх исследовались в широком интервале температур (4,2200)К и разработана оригинальная методика определения их коэффициента термо-э.р.с. Изучалось влияние деформации на поведение коэффициента Зеебека и установлено резкое увеличение его величины до 24 мВ/К при температуре 4,2 К. На основе сильнолегированных НК Si1-хGeх создана элементная база сенсоров температуры с термоэлектрическим принципом действия и рабочим интервале температур (1560)К. Изучение терморезистивных свойств нитевидных кристаллов твердого раствора Si1-хGeх дало возможность создания на их основе элементной базы сенсоров температуры с терморезистивным принципом действия, работоспособных при низких температурах. Установлено, что конструктивное исполнение сенсора температуры, при закреплении чувствительного элемента на специально отобраны подложки, за счет использования высоких уровней термической деформации сжатия, способствует повышению температурной чувствительности сенсора от 300 до 1,25104 Ом/K и расширению интервала рабочих температур от (4,230)К до (4,250)К.
Обнаружено влияние магнитного поля (до 14 Тл) на электропроводимость НК Si1-хGeх. В интервале температур 710К наблюдаем явление отрицательного магнитосопротивления в слабых магнитных полях, которое при увеличении напряженности магнитного поля переходит в положительное магнитосопротивление. Исследовано влияние магнитного поля как дестабилизирующего фактора работы низкотемпературных сенсоров, созданных на основе нитевидных кристаллов Si1-хGeх. Установлена корреляция между величинами магнитосопротивления и коэффициента тензочувствительности образцов, а также степенью легирования исходного материала при температуре 4,2 К, что дало возможность определить оптимальные параметры сенсоров работоспособных в условиях сильных магнитных полей и низких температур. В таких образцах НК твердого раствора Si1-хGeх изменение сопротивления в магнитном поле индукцией 14 Тл не превышает 1%, т.е. такие структуры стабильны к влиянию сильных магнитных полей.
Ключевые слова: нитевидные кристаллы (НК), пъезосопротивление, магнитосопротивление, коэффициент тензочувствительности, элементная база сенсоров.
Liakh-Kahuy N.S. “Low-temperature characteristics of Si1-хGeх whiskers and their application for creation of element base for temperature and strain sensors”.- Manuscript. Thesis for a doctor's degree by speciality 05.27.01 - solid state electronics. Lviv Polytechnic National University. Lviv, 2004.
The dissertation is devoted to the development of element base for temperature and strain sensors on the basis of Si1-хGeх solid solution whiskers. The studies on growth of Si1-хGeх (х = 0,010,11) monocrystals with forecast parameters (doping level, solution composition, morphology, geometrical dimensions) for creation of sensor element base and the influence of magnetic field on their properties were carried out. The results of investigation of piezoresistive and thermoelectric properties of Si1-хGeх solid solution whiskers at low temperature range are presented. The mechanism of carrier transport for different temperature ranges and doping level of intrinsic material also is determined. The original method was found for determination of whisker Seebeck coefficient at temperature range (4,2200) K. Recommendations about using of Si1-хGeх solid solution whiskers as sensitive element for low temperature sensors of physical values are made.
The ultrasensitive strain sensors with wide operating range were made on the basis of whiskers capable of working at low temperatures. Studies of thermoresistive and thermoelectric properties of Si1-хGeх solid solution whiskers enable making element base of cryogenic temperature sensors on their basis. The influence of magnetic fields as destabilizing forces for operating of low temperature sensors is shown.
Key words: whiskers, piezoresistance, magnetoresistance, gauge factor, element base of sensor.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Способи вирощування кристалів. Теорія зростання кристалів. Механічні властивості кристалів. Вузли, кристалічні решітки. Внутрішня будова кристалів. Міцність при розтягуванні. Зростання сніжних кристалів на землі. Виготовлення прикрас і ювелірних виробів.
реферат [64,9 K], добавлен 10.05.2012Характеристики та класифікація напівпровідників. Технологія отримання напівпровідників. Приготування полікристалічних матеріалів. Вплив ізохорного відпалу у вакуумі на термоелектриці властивості і плівок. Термоелектричні властивості плюмбум телуриду.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 09.06.2008Характеристика основних властивостей рідких кристалів. Опис фізичних властивостей, методів вивчення структури рідких кристалів. Дослідження структури ліотропних рідких кристалів та видів термотропних.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.06.2010Термоелектричні явища, відомі у фізиці твердого тіла. Ефект Зеєбека в основі дії термоелектричних перетворювачів, їх технічні можливості. Основні правила поводження з термоелектричними колами. Виготовлення термопар для вимірювання низьких температур.
курсовая работа [534,7 K], добавлен 12.02.2011Природа електронних процесів, що відбуваються при високоенергетичному збудженні і активації шаруватих кристалів CdI2. Дослідження спектрів збудження люмінесценції і світіння номінально чистих і легованих атомами металів свинцю кристалів йодистого кадмію.
курсовая работа [666,8 K], добавлен 16.05.2012Структура і фізичні властивості кристалів Sn2P2S6: кристалічна структура, симетрійний аналіз, густина фононних станів і термодинамічні функції. Теорія функціоналу густини, наближення теорії псевдо потенціалів. Рівноважна геометрична структура кристалів.
дипломная работа [848,2 K], добавлен 25.10.2011Вимоги, що ставляться до параметрів, властивостей та характеристик електрорадіоелементів, вибір їх елементної бази з урахуванням заданих вимог. Проектування спеціального електрорадіоелемента - трансформатора, розрахунок його експлуатаційних допусків.
курсовая работа [110,3 K], добавлен 05.12.2010Сутність оптичної нестабільності (ОП). Модель ОП системи. Механізми оптичної нелінійності в напівпровідникових матеріалах. Оптичні нестабільні пристрої. Математична модель безрезонаторної ОП шаруватих кристалів. Сутність магнітооптичної нестабільність.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 13.06.2010Впорядкованість будови кристалічних твердих тіл і пов'язана з цим анізотропія їх властивостей зумовили широке застосування кристалів в науці і техніці. Квантова теорія твердих тіл. Наближення Ейнштейна і Дебая. Нормальні процеси і процеси перебросу.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 04.01.2010Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. Властивості складних фосфорвмісних халькогенідів. Кристалічна будова, фазові діаграми, пружні властивості. Фазові переходи, пружні властивості, елементи акустики в діелектричних кристалах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Контактні методи вимірювання температури полум’я та особливості їх застосування. Метод абсолютної та відносних інтенсивностей спектральних ліній. Безконтактні методи вимірювання температури полум’я. Визначення "обертальної" та "коливальної" температури.
курсовая работа [247,0 K], добавлен 04.05.2011Методи створення селективних сенсорів. Ефект залежності провідності плівки напівпровідникових оксидів металів від зміни навколишньої атмосфери. Види адсорбції. Природа адсорбційних сил. Установка для вимірювання вольт-амперних характеристик сенсора.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.05.2013Основні властивості пластичної та пружної деформації. Приклади сили пружності. Закон Гука для малих деформацій. Коефіцієнт жорсткості тіла. Механічні властивості твердих тіл. Механіка і теорія пружності. Модуль Юнга. Абсолютне видовження чи стиск тіла.
презентация [6,3 M], добавлен 20.04.2016Загальна характеристика шаруватих кристалів, здатність шаруватих напівпровідників до інтеркаляції катіонами лужних, лужноземельних металів, аніонами галогенів, а також органічними комплексами. Ітеркаляція та інтеркаляти: методи та характеристики процесу.
реферат [200,7 K], добавлен 31.03.2010Дослідження особливостей будови рідких кристалів – рідин, для яких характерним є певний порядок розміщення молекул і, як наслідок цього, анізотропія механічних, електричних, магнітних та оптичних властивостей. Способи одержання та сфери застосування.
курсовая работа [63,6 K], добавлен 07.05.2011Лінійна залежність між деформацією й механічними напруженнями в основі закону Гука. Види деформації, їх класифікація в залежності від поведінки тіла після зняття навантаження. Крива залежності напруження від деформації розтягу. Форма запису закону Гука.
реферат [110,4 K], добавлен 26.08.2013Властивості конденсатора, його позначення на схемах. Характеристики конденсаторів, основні параметри (ємність, щільність енергії, номінальна напруга та полярність). Класифікація конденсаторів за типом діелектрика. Основні області їх застосування.
реферат [526,0 K], добавлен 18.10.2013Моделі структур в халькогенідах кадмію і цинку. Характеристика областей існування структур сфалериту і в’юрциту. Кристалічна структура і антиструктура в телуриді кадмію. Кристалоквазіхімічний аналіз. Процеси легування. Утворення твердих розчинів.
дипломная работа [703,8 K], добавлен 14.08.2008Поняття та загальна характеристика індукційного електричного поля як такого поля, що виникає завдяки змінному магнітному полю (Максвел). Відмінні особливості та властивості індукційного та електростатичного поля. Напрямок струму. Енергія магнітного поля.
презентация [419,2 K], добавлен 05.09.2015Історія створення напівпровідникового тріоду, або транзистора, загальні відомості та його значення для розвитку напівпровідникової електроніки. Розгляд схем включення та принципів дії транзисторів. Вплив температури на роботу біполярного транзистора.
курсовая работа [161,3 K], добавлен 19.12.2010
