DSCN2177 (2)

Andryszewski Tomasz

Ćwiczenie 8.

Badanie charakterystyki pradowo-napieciowei dla pastylek z polimeru przewodzącego w układzie struktur barierowych Au-SP-Au i A1-SP-A1.

Struktury barierowe można podzielić na dwa rodzaje:

•    Struktury jednobarierowe do których zaliczamy np. diodę Schottkyego. Są to struktury typu metal-przewodnik

•    Struktury dwubarierowe - czyli te, które badane były w tym ćwiczeniu. Charakteryzują się one tym, że zbudowane są z dwóch diod S, połączonych w układzie „back to back”. Przykładem takich struktur są np. Au-SP-Au i Al.-Sp-Al. W strukturach dwubarierowych złącza wykonane są z tego samego metalu. Ważne jest także, aby złącza posiadały odpowiednią czystość, dlatego nanosi się je tzw. metodą próżniową.

Ponieważ w ćwiczeniu tym badany układ był dwubarierowy, dlatego opiszę teraz bardziej szczegółowo tego typu układy.

Układy dwubarierowe mogą mieć różne właściwości, wynikające z rodzaju stosowanego metalu. Najczęściej stosowanym metalem w tego typu strukturach jest złoto, posiadające dużą wartość pracy wyjścia elektronów z metalu. Inną właściwością układów dwubarierowych jest tzw. wysokość bariery na złączu metal przewodnik. W zależności od wysokości tej bariery układy dodatkowo możemy podzielić na:

-    układy symetryczne - w tego typu układach wysokość bariery na złączu A (<b_A) jest równa wysokości bariery na złączu B (d>u);

-    układy niesymetryczne - bariery na obydwu złączach są różne

Inną ważną cechą układów dwubarierowych wpływają dość istotnie na właściwości elektryczne tego typu układów jest grubość warstwy półprzewodnikowej - d.

•    w przypadku gdy struktura dwubarierowa posiada grubą warstwę półprzewodnikową (d >10''cm), wówczas cały układ jest równoważny dwóm układom jednobarierowym. które są połączone ze sobą szeregowo. W takim układzie przyłożenie napięcia do 50V powoduje, że jedno złącze jest spolaryzowane przewodzące, drugie zaś barierowe. Z transport prądu w tym układzie jest wówczas odpowiedzialna emisja ponadbarierowa. W takiej sytuacji, gdy wykonamy charakterystykę prądowo-napięciową układu, wówczas otrzymamy zależność liniową, spełniającą prawo Ohma.

•    W przypadku jednak gdy nasz układ M-SP-M posiada cienką warstwę półprzewodnikową, przebieg charakterystyki prądowo napięciowej nie jest już liniowy. Złącza wykazują więc charakter prostowniczy.

W przypadku kiedy złącza wykazują charakter prostowniczy możliwe jest wyznaczenie wysokości bariery d>M na podstawie poniższych zależności:

JL

/ = l_s e    dla V «3kT

I_s = AT² e g

, w których to: q - ładunek elementarny V - przyłożone napięcie | - gęstość prądu A - stała Richardsona.