Научная тема: «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ И ДИОДАХ ШОТТКИ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ A3B5 И КРЕМНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СЕНСОРАХ ВОДОРОДА»
Специальность: 01.04.10
Год: 2010
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. В объемных кристаллах InAs время жизни неравновесных носителей при высоких температурах T≥300K и больших концентрациях носителей (n0, p0>1016 см-3) лимитировано Оже-рекомбинацией, при этом преобладает процесс с переносом дырки в спин-орбитально отщепленную зону (CHSH процесс). При низких концентрациях носителей (n0,p0<1015 см-3) доминирует межзонная излучательная рекомбинация.
  2. В эпитаксиальных структурах с p-n переходом на основе твердых растворов InAsSbP токи через переход в области прямых смещений определяются двумя составляющими: при низких температурах (T<200K) и малых смещениях - рекомбинацией носителей в области пространственного заряда. При высоких температурах (T>200K) существенным становится вклад диффузионной компоненты, обусловленный рекомбинацией носителей в нейтральной области.
  3. Механизм протекания тока в диодах Шоттки Au-p-InAs определяется генерацией-рекомбинацией при концентрации носителей p=1016-1017см‑3, а при низких концентрациях - туннелированием через глубокие центры.
  4. Впервые обнаруженное сильное изменение фотоэдс в атмосфере водорода в структурах палладий-полупроводник (InP, InGaAs, GaP, Si), превышающее на один-два порядка изменение темнового тока, происходит. главным образом, за счет изменения высоты барьера диода Шоттки (увеличение или понижение), что может быть использовано для детектирования водорода.
  5. Усиление фототока при обратном смещении в структурах на основе Pb-SiO2-n-Si с туннельно-тонким слоем диэлектрика обусловлено увеличением туннельного тока между металлом и полупроводником вследствие наличия сильного электрического поля в области пространственного заряда (E>104 В/см).
  6. Перенос тока в диодах Шоттки на основе пористого кремния Pd-por-Si обусловлен двойной инжекцией электронов из подложки n-Si через гетерограницу в пористый слой и дырок через барьер Шоттки. Долговременная релаксация фотоэдс и темнового тока при воздействии водорода (до 10-15 мин) обусловлена перезарядкой глубоких уровней в слое пористого кремния. Этот эффект может быть использован в устройствах памяти и накопления водорода в микротопливных элементах.
  7. Предложен новый тип фотоэлектрических сенсоров водорода и водородосодержащих соединений, использующих изменение фотоэдс в диодах Шоттки и гетероструктурах на основе полупроводников A3B5 и Si.
Список опубликованных работ
1.Андрушко А.И. , Исхаков Р.А., Салихов Х.М., Слободчиков С.В.. Рекомбинацион-ные процессы в кристаллах арсенида индия: Сборник научно-технических статей Казанского Высшего артиллерийского командно-инженерного училища им. маршала артиллерии М.Н. Чистякова/ (КВВКИУ), г. Казань, стр. 97 - 102, 1984.

2.Андрушко А.И., Мередов М.М., Салихов Х.М., Слободчиков С.В. Фотоэлектриче-ские и фотомагнитные свойства арсенида индия//Изв. АН Туркменской ССР, сер. физ-техн., хим. и геолог. Наук.-1985.- вып. 4.- С. 80 – 82.

3.Андрушко А.И., Салихов Х.М., Слободчиков С.В. О механизмах рекомбинации в кристаллах арсенида // Физика и техника полупроводников – 1986. -т. 20.- в. 3.- С. 402 - 406.

4.Андрушко А.И., Салихов Х.М., Слободчиков С.В., Стусь Н.М., Талалакин Г.Н. Об электрофизических и фотоэлектрических свойствах эпитаксиальных диодных структур на основе InAs1&#61485;X&#61485;YSbXPY // Физика и техника полупроводников.-1986.- т. 20, в. 12.- С. 2195 – 2198.

5.Андрушко А.И., Салихов Х.М., Слободчиков С.В., Талалакин Г.Н., Филаретова Г.М. О временах жизни носителей тока в твердых растворах In1-xGaxAs, легированных Zn и Mn // Физика и техника полупроводников. 1986.- № 3. т.20.- С. 537.

6.Андрушко А.И., Пенцов А.В., Салихов Х.М., Слободчиков С.В., Стусь Н.М., Тала-лакин Г.Н., Филаретова Г.М.. Электрофизические и фотоэлектрические свойства ди-одных структур на основе InAs1&#61485;X&#61485;YSbXPY и их возможные практические примене-ния//Тройные полупроводниковые соединения и их применение: Тезисы докл. на V Всесоюзной конференции Кишинев, т. 2.- C. 171.

7.Андрушко А.И., Салихов Х.М. Поверхностно-барьерные структуры Au-p-InAs1&#61485;X&#61485;YSbXPY: Тезисы докладов научно-технической конференции КВВКИУ 1987 г.-. Казань.- С. 110 - 11.

8.Андрушко А.И., Салихов Х.М., Слободчиков С.В., Стусь Н.М., Талалакин Г.Н. О механизмах рекомбинации носителей тока в p- InAs1&#61485;X&#61485;YSbXPY // Физика и техника полупроводников. 1988.- т. 22, в. 5.- С. 789 – 792.

9.Андрушко А.И., Салихов Х.М., Слободчиков С.В.. Поверхностно-барьерные струк-туры Au - p - InAs1&#61485;X&#61485;YSbXPY // Физика и техника полупроводников.1988.- № 8. т. 22.- С. 1258 - 1259.

10.Андрушко А.И., Салихов Х.М., Слободчиков С.В.. Рекомбинация неравновесных носителей тока в n- InAs1&#61485;X&#61485;YSbXPY // Изв. вузов, Физика.-1991.- № 4. т.34.- С. 52 - 54.

11.Ковалевская Г.Г., Мередов М.М., Пенцов А.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Слобод-чиков С.В.. Токи двойной инжекции и фототок в диодных структурах Pd - p - p+ - InP // Физика и техника полупроводников .1991.- № 8. т. 25.- С. 1466 - 1468.

12.Андрушко А.И., Пенцов А.В., Салихов Х.М., Слободчиков С.В.. Произведение R0A в InAs p-n переходах // Физика и техника полупроводников.1991.- № 10. т. 25.- С.1686 - 1690.

13.Слободчиков С.В., Ковалевская Г.Г., Мередов М.М., Пенцов А.В., Руссу Е.В., Сали-хов Х.М.. Фотодетектор на основе InGaAs как детектор водорода // Письма в ЖТФ.-1991.- № 15. т. 17.- С. 1 - 4.

14.Слободчиков С.В., Мередов М.М., Ковалевская Г.Г., Пенцов А.В., Руссу Е.В., Сали-хов Х.М., Маринова А.М.. Фотоэлемент - детектор водорода, водородосодержащих газов и влажности//Фотоэлектрические явления в полупроводниках: Тезисы докла-дов II научн. конф. 1991г.-Ашхабад.-С.350.

15.Ковалевская Г.Г., Мередов М.М., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Слободчиков С.В., Фе-тисова В.М. Электрические и фотоэлектрические свойства диодных структур Pd - p - p+- InP и изменение их в атмосфере водорода // Физика и техника полупроводни-ков.1992.- № 10. т. 26.- С. 1750 - 1754.

16.Слободчиков С.В., Ковалевская Г.Г., Пенцов А.В., Салихов Х.М. Умножение фото-тока в диодных структурах Pd - SiO2 - n (p) – Si // Физика и техника полупроводни-ков.1993.- № 7. т. 27.- С.1213–1216.

17.Ковалевская Г.Г., Мередов М.М., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Слободчиков С.В. Si-МДП фотодетектор как детектор водорода // Журнал технической физики.1993.- № 2.т. 63.- С. 185 - 190.

18.Слободчиков С.В., Ковалевская Г.Г., Салихов Х.М. Влияние водорода на фотоволь-таическую и фотодиодную чувствительность структур Pd - SiO2 - p(n) – Si // Письма в ЖТФ.-1994.- № 10. т. 20.- С. 66 - 70.

19.Слободчиков С.В., Ковалевская Г.Г., Мередов М.М., Руссу Е.В., Салихов Х.М. Ди-одные структуры Pd - p- GaP<Mn>: Электрические и фотоэлектрические характери-стики и влияние на них водорода // ФТП.-1994.- № 7. т. 28.- С. 1155 - 1160.

20.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Саморуков Б.Е., Руссу Е.В., Ковалевская Г.Г. Механизм токопереноса в диодных структурах на основе n-GaP с напыленным пал-ладием // Физика и техника полупроводников.-1994.-№ 2. т. 28.- С. 237 - 241.

21.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Мередов М.М., Язлыева А.И. Токопе-ренос в МДП - структурах Pd - SiO2-n(p)- Si и второй механизм усиления фототока // Физика и техника полупроводников.-1995.- № 8. т. 29.- С. 1517.

22.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Мередов М.М., Язлыева А.И. Гибрид-ная изотипная гетероструктура p- InP - p - InGaAs с диодом Шоттки как детектор ближнего ИК - излучения и водорода // Письма в ЖТФ.- 1995.- № 19. т. 21.- С. 50 - 54.

23.Малинин Ю.Г., Салихов Х.М., Слободчиков С.В. Влияние водорода и водяных паров на фотоответ структуры Pd - n – InP: Тезисы докладов XIV научно-технической конф. ВАКИУ 1995 г.- Казань.- стр. 83 - 85.

24.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Мередов М.М., Язлыева А.И. Элек-трические свойства диодных структур металл - полупроводник на основе разупоря-доченных слоев GaP // Физика и техника полупроводников.-1996.- № 2. т. 30.- С. 220 - 226.

25.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Мередов М.М., Язлыева А.И. О меха-низме токопереноса и фотоэлектрических характеристиках Pd - SiN - p- Si // Физика и техника полупроводников.-1996.- № 4. т. 30.- С. 686 - 691.

26.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М., Мередов М.М., Язлыева А.И. Элек-трические и фотоэлектрические характеристики гибридной изотипной p-InP-p-InGaAs гетероструктуры с барьером Шоттки Pd - p – InP // Физика и техника полу-проводников.- 1996.- № 8. т. 30.- С. 1378 - 1386.

27.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Салихов Х.М. Температурная зависимость фотоответа и усиления фототока гибридной изотипной гетероструктуры p - InP - p - InGaAs с барьером Шоттки Pd - p – InP // Письма в ЖТФ.-1996.- т. 22.- С. 41 - 44.

28.Малинин Ю.Г., Салихов Х.М., Слободчиков С.В. Явление усиления фототока в структурах Au - n - InP<Fe>: Сб. научн.-техн. статей ВАКИУ, г. Казань, стр. 47 - 49, 1996.

29.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В. Продольный фотоэффект в p-n перехо-дах на основе In0.53Ga0.47As // Физика и техника полупроводников.-1997.- № 7. т. 31.- С. 864.

30.Слободчиков С.В., Малинин Ю.Г., Салихов Х.М. Электрические свойства гетеро-структур, полученных структурным переходом Au-n(р)-InP &#61614; Au-n-In2О3-n-InP: Сборник тез. докл.XV научн.-техн. конф. ВАКИУ 1997 г.- Казань.- С. 97 - 99.

31.Салихов Х.М., Слободчиков С.В., Малинин Ю.Г. Фотоэлектрические свойства гете-роструктур Au - n - In2О3 - n(р) – InP: Сборник научн.-техн. статей ВАКИУ, г. Ка-зань, стр. 69 - 71, 1997.

32.Салихов Х.М., Руссу Е.В., Мередов М.М., Язлыева А.И.. Об электрических и фото-электрических свойствах структуры Pd - p0-p - Si с разупорядоченным промежуточ-ным р0 -слоем // Физика и техника полупроводников.-1997.- № 1. т.31.- С. 15 - 18.

33.Salikhov Kh., Slobodchikov S.V., Russu E.V. The hybrid isotipic p - InP - InGaAs hetero-structure with a Pd - InP Schottky barrier as a detector of infrared radiation and hydro-gen.// Proc of SPIE, Infrared Spaseborne, Remote Sensing V, Boston, USA.-1997.- v. 3122.- p. 474.

34.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Яковлев Ю.П., Саморуков Б.Е.. О механизмах уси-ления фототока в изотипных гетероструктурах n+-GaSb-no-GaInAsSb-n+-GaAlAsSb // Письма в ЖТФ.1998.- № 10. т. 24.- С. 37 - 42.

35.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В.. О токопереносе в пористом p-Si и структурах Pd - <пористый p - Si> // Физика и техника полупроводников.- 1998.- № 9. т. 32.- С. 1073 - 1075.

36.Russu E.V., Slobodchikov S.V., Salikhov H.M., Turcu M. Photoelectrical properties of isotype heterostructure with Schottky barrier Pd-p InP/ p-InGaAs/ p-InP . Proc. of Second International Conference on Advanced Semiconductor Devices and Microsystems, Slovakia, 1998.- p. 75 - 78.

37.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В. О влиянии уровня захвата на токопе-ренос в структурах Pd-p(n)-CdTe // Физика и техника полупроводников.- 1998.- № 4. т. 33.- С. 492 - 493.

38.Слободчиков С.В., Горячев Д.Н., Салихов Х.М., Срессели О.М. Электрические и фотоэлектрические характеристики диодных структур n-Si <пористый кремний> Pd и влияние на них газообразного водорода // Физика и техника полупроводников.-1999.- № 3. т. 33.- С. 340 - 343.

39.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В. Об электрических и фото-электрических характеристиках изотипной гетероструктуры n-ZnO-n-Si // Физика и техника полупроводников.1999.- № 4. т. 33.- С. 435 - 437.

40.Слободчиков С.В., Салихов Х.М. Диодные структуры n(p)-InP-In2O3-P2O5-Pd как потенциальные сенсоры ближнего Ик излучения, влажности и водорода // Письма в ЖТФ.- 1999.- № 24. т. 25.- С. 72 - 78.

41.Малинин Ю.Г., Салихов Х.М., Слободчиков С.Б. Универсальная установка для ис-следования характеристик фотоприемников. Казанский филиал ВАУ – Казань: 1999 г. – С.146.

42.Слободчиков С.В., Салихов Х.М. Влияние влажности и водорода на токоперенос диодных структур на основе p-InP с палладиевым контактом // Физика и техника полупроводников.-2000.- № 3.т.34.- С. 290 - 295.

43.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В., Малинин Ю.Г. О механизмах токопе-реноса в гетероструктурах n+-CdS-p-InP-p+-InP // Письма в ЖТФ.-2000.- № 14. т. 26.- С. 78 - 83.

44.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В. Полупроводниковые фотодетекторы с палладиевым контактом как детекторы водорода и водородосодержащих газов// Фо-тоэлектроника и приборы ночного видения: Тез. доклад. XVI Международной научно-техн. конф. 2000 г.-Москва.-С. 83.

45.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В. Механизм токопереноса и фотоэлек-трические характеристики диодных структур n+-Si-n-Si-Al2O3-Pd // Физика и техни-ка полупроводников.- 2000.- № 10.т. 34.- С. 1275 - 1279.

46.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В., Малинин Ю.Г. Гашение тока светом в диодных структурах p-Si-n+-ZnO-n-ZnO-Pd. // Физика и техника полупроводников,.- 2001.- № 4. т. 35.- С. 479 - 481.

47.Слободчиков С.В., Салихов Х.М., Руссу Е.В. Долговременные изменения электрических и фотоэлектрических характеристик диодных структур Pd-p-InP // Физика и техника полупроводников.-2002.- № 4. т. 36.- С. 500.

48.Слободчиков С.В., Руссу Е.В., Иванов Э.В. , Малинин Ю.Г., Салихов Х.М. Влияние сероводорода на фотоэлектрические характеристики изотипных гетеро-структур Al-n-Si-SnO2:Cu-Ag// ФТП.-2004.- №38б.-С.1426-1428 .

49.Андреев И.А. , Иванов Э.В. , Куницына Е.В. , Михайлова М.П. , Руссу Е.В., Салихов Х.М, Яковлев Ю.П. Детекторы водорода на основе диодов Шоттки и гетероструктур полупроводников A3B5//Физические проблемы водородной энергетики: Программа и тезисы докладов Российской конференции 29-30 ноября 2004 г.- Санкт-Петербург.- С. 14-15.

50.Андреев И.А. , Иванов Э.В. , Михайлова М.П. , Салихов Х.М., Яковлев Ю.П. Де-текторы водорода и водородосодержащих газов на основе диодов Шоттки и гетеро-структур полупроводников A3B5//Физические проблемы водородной энергетики: Программа и тезисы докладов 2й Российской конференции ноябрь 2005 г.- Санкт-Петербург.- С. 112-113.

51.Mikhailova M. , Stoyanov N., Andreev I. , Zhurtanov B. , Kizhaev S., Kunitsyna E. , Salikhov Kh. and Yakovlev Yu. Optoelectronic sensors on GaSb and InAs based het-erostructures for ecological monitoring and medical diagnostics, proc. SPIE// Optical Sens-ing Technology and Applications.- 2007.-vol. 6285.- p. 261 .

52.Stoyanov N.D, Mikhailova M.P. , Molchanov S.S. , Kizhaev S.S. , Kalinina K.V. , Asta-khova A.P. , Gurina T.I. , Salikhov Kh.M. and Yakovlev Yu.P. “Portable mid-infrared optical sensor for measuring of water concentration in oil” Program and Abstracts IMECO TC2 Symposium on Photonics in Measurements, Prague, Czech Rep., August 25-26, 2008.

53.Малинин Ю.Г., Ваньков Ю.В., Салихов Х.М., Яковлев Ю.П. Возможность практиче-ского применения влияния водорода на фотоэлектрические характеристики диодных структур с палладиевым контактом. Программа XXI Всероссийской межвузовской научно-техн.конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий» 12-14 мая 2009 г. Казанское ВВКУ – Казань: 2009 г. – С.6.

54.Малинин Ю.Г., Салихов Х.М., Яковлев Ю.П. Возможность практического примене-ния влияния сероводорода на фотоэлектрические характеристики гетероструктур Al-n-Si-SnO2. Сборник материалов XXI Всероссийской межвузовской научно-техн.конф. Часть 1. 12-14 мая 2009 г. Казанское ВВКУ – Казань: 2009 г. С.31-32.

55.Малинин Ю.Г., Ваньков Ю.В., Салихов Х.М., Яковлев Ю.П. Возможность практиче-ского применения влияния водорода на фотоэлектрические характеристики диодных структур с палладиевым контактом. Сборник материалов XXI Всероссийской межвузовской научно-техн.конф. Часть 1. 12-14 мая 2009 г. Казанское ВВКУ – Казань: 2009 г. С.33-34.

56.Салихов Х.М., Стоянов Н.Д., Яковлев Ю.П., Калинина К.В., Молчанов С.С. Миниа-тюрный сенсор водорода на основе оптопары светодиод – фотоэлектрический эле-мент InP/GaInAsP/Pd. Сборник тезисов докладов участников Второго Международ-ного форума по нанотехнологиям. 6-8 октября 2009. С489-491.

57.Салихов Х.М., Стоянов Н.Д. Оптоэлектронный сенсор водорода на основе гетеро-структур и диодов Шоттки полупроводников А3В5. Альтернативная энергетика и экология, - 2009 г. - № 10, - C. 15-21.

58.Салихов Х.М., Яковлев Ю.П., Стоянов Н.Д… Портативный оптический анализатор содержания воды в нефти на основе оптопары «Светодиодная матрица-широкополосный фотодид» среднего ИК диапазона (1.6-2.4 µm) // Журнал техниче-ской физики, - 2010 г.- №2, т.80.- С. 99 - 104.

59.Салихов Х.М. Оптоэлектронные сенсоры водорода на основе диодов Шоттки на кремнии и гетероструктурах полупроводников А3В5. С.-Петербург.: изд. Политех-нического Университета, 2010. – 100 с.