弛豫半导体的表征与应用研究进展

介电弛豫时间大于载流子寿命的半导体为弛豫半导体,反之为寿命半导体。因为介电弛豫时间正比于电阻率,所以弛豫半导体一般为高阻半导体,例如补偿半导体、非晶半导体或低温下的半导体。在弛豫半导体中,由于材料恢复电中性的过程慢于载流子浓度恢复质量作用定律的过程,所以必须考虑空间电荷,包括自由电荷和陷阱所带电荷,对载流子输运的影响。少子注入会导致弛豫半导体多子耗尽、寿命半导体多子增加;中性注入会导致弛豫半导体电子空穴分离、寿命半导体发生双极性输运。弛豫半导体的多子耗尽现象可用电流-电压测试和交流响应测试进行表征,发现其电流-电压特性由低电压下的扩展线性区和高电压下的超线性区构成,且受陷阱浓度影响。使用载流子动力学测试可直接观察到弛豫半导体中光注入电子和空穴的分离现象。弛豫半导体独特的电学性质在辐射探测器、抗辐照器件、光电导开关、温度传感器等领域有广阔的应用价值。

高剂量离子辐照效应对CdZnTe:In晶体光电性能的影响

研究了离子辐照效应对CdZnTe(CZT)晶体光电性能的影响。采用Ar离子对改进的垂直布里奇曼法生长的CZT晶体进行辐照,剂量范围为1014-1015 cm^(-2)。红外透过光谱测试结果表明,辐照前晶体样品的高直型光谱转变为辐照后的上升性光谱。辐照诱导产生的高浓度自由载流子引起的光吸收在红外透过光谱的中红外范围内占主导地位。由于离子辐照发生在单侧照射面的近表面区域,辐照后晶体样品的I-V特性曲线变得极不对称。在负偏压的条件下,电流随着电压的增大而急剧增大。霍尔效应测试结果表明,辐照前晶体样品的净载流子浓度约为106 cm^(-3),而辐照后的净载流子浓度大幅增加,约为1016 cm^(-3)。CZT晶体的导电类型在离子辐照前后并没有发生变化,施主缺陷能级在辐照诱导缺陷中占主导地位。