Омічні контакти до ниткоподібних кристалів антимоніду галію n-типу та p-типу провідності

1
Національний університет «Львівська політехніка»,
2
Національний університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет «Львівська політехніка»; Міжнародна лабораторія високих магнітних полів та низьких температур
4
Національний університет «Львівська політехніка»
5
Національний університет «Львівська політехніка»
6
Національний університет "Львівська політехніка"

За допомогою формувача струмових імпульсів створено омічні контакти до ниткоподібних кристалів антимоніду галію n-типу провідності. Їх ВАХ за низьких температур є лінійними незалежно від напряму пропускання струму, що дозволяє використовувати описаний метод для створення електричних контактів і дослідження електрофізичних характеристик ниткоподібних кристалів GaSb. Дослідження проводилися для зразків діаметром 12 мкм та 20 мкм за температур      4.2 К та 77 К. Для приварювання омічних контактів до кристалів GaSb виготовлено предметний столик, на якому закріплено ванночку з мікропіччю. Як контактний матеріал використовувався золотий мікродріт діаметром 30 мкм, а вплавлення здійснювалося під шаром флюсу. Даний  спосіб є різновидом вплавлення і одним із найбільш придатних методів для створення контактів до ниткоподібних кристалів, вирощених методом газотранспортних реакцій.

  1. N. Rahimi, A. A. Aragon, O. S. Romero, D. M. Shima, T. J. Rotter, S. D. Mukherjee, G. Balakrishnan, and L. F. Lester, “Electrical and microstructure analysis of nickel-based low- resistance ohmic contacts to n-GaSb”, APL Materials, no. 1(6), pp. 062105, 2013.
     https://doi.org/10.1063/1.4842355
  2. A. A. Vasiliev, A. M. Mozharov, F. E. Komissarenko, G. E. Cirlin, D. A. Bouravlev, and I. S. Mukhin, “Researching the electrical properties of single A3B5 nanowires”. In Journal of Physics: Conference Series, vol. 917, no. 3, pp. 032-042, November 2017.
    https://doi.org/10.1088/1742-6596/917/3/032042
  3. K. Ikossi, M. Goldenberg, and J. Mittereder,  “Metallization options and annealing temperatures for low contact resistance ohmic contacts to n-type GaSb”, Solid-State Electronics, no. 46(10), pp. 1627-1631, 2002.
    https://doi.org/10.1016/S0038-1101(02)00116-8
  4. J. A. Robinson and S. E. Mohney, “An improved In-based ohmic contact to n- GaSb”,  Solid-State Electronics, no. 48(9), pp. 1667-1672, 2004.
    https://doi.org/10.1016/j.sse.2004.02.022
  5. K. A. Dick, “A review of nanowire growth promoted by alloys and non-alloying elements with emphasis on Au-assisted III–V nanowires Progress in Crystal”, Growth and Characterization of Materials, no. 54(3-4), pp. 138-173, 2008.
    https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2008.09.001
  6. A. Subekti, V. W. L. Chin, and T. L. Tansley, “Ohmic contacts to n-type and p-type GaSb”, Solid-State Electronics, no. 39(3), pp. 329-332. 1996.
    https://doi.org/10.1016/0038-1101(95)00144-1
  7. A. Piotrowska, E. Kaminska, T. Piotrowski, S. Kasjaniuk, M. Guziewicz, S. Gierlotka, X. W. Lin, Z. Liliental-Weber, J. Washburn, and S. Kwiatkowski, “Interaction of Au with GaSb and its Impact on the Formation of Ohmic Contacts”, Acta Physica Polonica-Series A General Physics, no. 87(2), pp. 419-422, 1995.
    https://doi.org/10.12693/APhysPolA.87.419
  8. C. H. Lee, G. H. Lee, A. M. Van Der Zande, W. Chen, Y. Li, M. Han, X. Cui, G. Arefe, C. Nuckolls, T. F. Heinz, J. Guo, J. Hone, and P. Kim, “Atomically thin p–n junctions with van der Waals heterointerfaces”, Nature nanotechnology, no. 9(9), pp. 676, 2014.
    https://doi.org/10.1038/nnano.2014.150
  9. D. Jena, T. Fang, Q. Zhang, and H. Xing, “Zener tunneling in semiconducting nanotube and graphene nanoribbon p− n junctions”, Applied Physics Letters, no. 93(11), pp. 112106, 2008.
    https://doi.org/10.1063/1.2983744
  10. Y. Zhang, R. Suzuki, and Y. Iwasa, “Potential profile of stabilized field-induced lateral p–n junction in transition-metal dichalcogenides”, ACS nano, no. 11(12), pp. 12583-12590, 2017.
    https://doi.org/10.1021/acsnano.7b06752
  11. S. S. Gavryushin and P. A. Skvortsov, “Evaluation of output signal nonlinearity for semiconductor strain gage with ANSYS software”, In Solid State Phenomena”, Trans Tech Publications Ltd, Vol. 269, pp. 60-70, 2017.
    https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.269.60
  12. K. F. Brennan and A. S. Brown, Theory of modern electronic semiconductor devices. New York, USA:  John Wiley, 2002.
    https://doi.org/10.1002/0471224618
  13. D. Maksimovic, A. M. Stankovic, V. J. Thottuvelil, and G. C. Verghese, “Modeling and simulation of power electronic converters”, Proceedings of the IEEE, no. 89(6), pp. 898-912. 2001.
    https://doi.org/10.1109/5.931486
  14. I. Khytruk, A. Druzhinin, I. Ostrovskii, Y. Khoverko,  N. Liakh-Kaguy, and K. Rogacki, “Properties of doped GaSb whiskers at low temperatures”, Nanoscale research letters, no. 12(1), pp. 1-8, 2017.
    https://doi.org/10.1186/s11671-017-1923-1
  15. S. S. Warsaw, N. S. Liakh, and N. M. Stasiuk,. “Nonlinear effects in point contacts metal-silicon, metal-silicon-germanium”, Physics and Chemistry of Solid State, no. 2 (4), pp. 727-734, 2001.