Том 53, № 4 (2024)

Проведено теоретическое исследование фотоэлектрических параметров неорганических солнечных элементов на основе гетеропереходов ZnO/Cu₂O и ZnO/CuO для повышения эффективности преобразования энергии. Исследовано влияние толщины, концентрации носителей заряда и ширины запрещенной зоны пленок Cu₂O и CuO, а также ZnO на фотоэлектрические параметры солнечных элементов. Результаты моделирования показали, что на эффективность солнечных элементов существенно влияют контактная разность потенциалов, диффузионная длина неосновных носителей заряда, величина генерируемого фототока и скорость рекомбинации. Получена максимальная эффективность солнечного элемента на основе ZnO/Cu₂O, равная 10.63%, которая достигается при ширине запрещенной зоны, толщине и концентрации носителей заряда в Cu₂O, равных 1.9 эВ, 5 мкм и 10¹⁵ см^–3 и ширине запрещенной зоны, толщине и концентрации носителей заряда в ZnO, равных 3,4 эВ, 20 нм и 10¹⁹ см^–3, а также величине смещения краев зон проводимости 0.8 эВ. Для солнечного элемента на основе ZnO/CuO получена максимальная эффективность, равная 18.27%, при ширине запрещенной зоны, толщине и концентрации носителей заряда в CuO, равных 1.4 эВ, 3 мкм и 10¹⁷ см^–3, а также величине смещения краев зон проводимости 0.03 эВ. Полученные результаты моделирования солнечных элементов могут быть использованы при разработке и изготовлении недорогих и эффективных фотоэлектрических структур.

Рассмотрена теоретическая модель квантового узла, который реализует двухкубитную операцию CNOT на фотонных кубитах с пространственной кодировкой. Каждый из кубитов представлен парой мод, поддерживающих произвольную суперпозицию однофотонных состояний. Активным элементом узла служит одиночная или двойная квантовая точка с настраиваемой частотой, когерентно обменивающаяся квантом энергии с модами. Проведено моделирование спектральных характеристик элементов квантового узла. Рассчитана вероятность выполнения контролируемой инверсии состояния кубита в зависимости от параметров системы.

Предложена теоретическая модель, способная описать вольт-амперную характеристику для биполярного мемристора филаментарного типа при обратимых переключениях. Модель позволяет описать ВАХи разного вида, наблюдаемые в экспериментах. Установлено, что изначально сформованный филамент после ряда переключений приобретает стационарную форму, многократно воспроизводящую ВАХ при дальнейших переключениях.

Рассмотрены фундаментальные свойства фосфида индия, легированного теллуром и впоследствии компенсированным медью. Представлены данные о существовании 4-х качественных картин эмпирических спектров фотопроводимости InP: Cu в собственной области. Указаны работы с полуэмпирической аппроксимацией фотопроводимости очувствленных образцов InP: Cu. Отмечено, что фотопроводимость I_Ф(α(ћω)) аналитически аппроксимировалась, как функция экспериментально-полученной спектральной зависимости коэффициента поглощения фосфида индия. Предложено пять аппроксимирующих функций с целью получения аналитической зависимости коэффициента поглощения фосфида индия α(ћω). Получено 5 зависимостей с различными значениями среднеквадратичного отклонения. На основании аналитических зависимостей произведено моделирование полной аналитической зависимости I_Ф(α(ћω)). Аналогично, получено 5 зависимостей, охарактеризованных соответствующим значением среднеквадратичного отклонения. Построено 5 нестационарных поверхностей фотопроводимости I_Ф (как функции двух переменных: коэффициента поглощения, как функции от энергии фотонов и времени выдержки образца при нормальных условиях). Сделан вывод о выборе наиболее математически точной и имеющей физический смысл аппроксимирующей функции α(ћω). Соответственно, показано, что эта зависимость является оптимальной для получения на ее основе (включения этой зависимости в структуру I_Ф = f(α) и α = f(ћω)) полного аналитического описания процесса фотопроводимости. Показано, что последующие исследования могут быть направлены на объяснение физических основ фотопроводимости в коротковолновой области фундаментальных переходов фосфида индия, а также исследования способов воздействия на поверхностный слой InP: Cu, с целью ее очувствления и стабилизации.

Диоды с барьером Шоттки на основе контакта PtSi-Si могут использоваться в качестве детекторов для регистрации излучения в ИК — области спектра. Однако квантовая эффективность у таких приемников очень мала по сравнению с фотоприемниками на основе узкозонных полупроводников и на p-n переходах. Для увеличения квантовой эффективности Шоттки приемники изготавливаются, как будет показано ниже, в виде так называемой “оптической полости”, причем толщина PtSi не должна превышать 100 А⁰. С этой целью нами разработан технологический режим многослойной металлизации для получения тонких контактов PtSi-Si.

Экспериментально исследована кинетика взаимодействия высокочастотной плазмы дифтордихлорметана и его смеси с гелием, поверхностью арсенида галлия. Установлено, что в исследованном диапазоне условий происходит полное разложение исходной молекулы дифтордихлорметана до атомарного углерода. Подтверждено, что основными химически активными частицами, обеспечивающими травление, являются химически активные атомы хлора. Показано, что процесс травления протекает в режиме ионно-стимулированной химической реакции, где существенную роль в очистке поверхности играет десорбция продуктов под действием ионной бомбардировки. Проанализированы эмиссионные спектры излучения плазмы в присутствии полупроводниковой пластины арсенида галлия. Выбраны контрольные линии и полосы для контроля скорости процесса травления по интенсивности излучения линий и полос продуктов травления.