Імпедансна спектроскопія ниткоподібних кристалів Sі в області переходу метал-діелектрик

Introduction. The paper deals with investigation of impedance spectroscopy of Si whiskers with doping concentration in the vicinity to metal-insulator transition in the region of low (4,2 – 70 K) temperature and frequency range 0,01 – 250x103 Hz. Experimental results. The silicon whiskers were grown by chemical vapour deposition method in closed bromine system. The whiskers of 40x10-6 m in diameter have boron concentration from 2×1018 to 2×1019 сm-3. The impedance spectroscopy of Si whiskers was investigated with use of Lock-in amplifier in the region of low (4,2 – 70 K) temperature and frequency range 0,01 – 250 x 103 Hz. The investigations showed that in the range of zone conductance (T= 30 – 70 K) the whisker impedance has inductive character, while at the range of impurity conductance (T = 4,2 – 20 K) impedance changes to capacity character. The reduction of impurity concentration at dielectric side of metal-insulator transition leads to decrease of the whisker capacity in the range of low temperatures. Discussion. An inductive character of whisker impedance is explained skin-effect of conductance in thin whisker, while capacity character of the whisker impedance is connected with hopping conductance on impurity band. Conclusions. Character of changes of Si whisker impedance conductance is discussed in the frame of hopping conductance on impurity band, which takes place at low temperatures.В результате выполненных исследований электропроводности нитевидных кристаллов Si с диаметрами 40x10-6 м, легированных примесью бора до концентраций вблизи перехода металл-изолятор (ρ300К =0,94 - 1,68x10-4 Ом м) в температурном интервале 4,2-70 К, частотном диапазоне 0,01-250x103 Гц обнаружено, что импеданс образцов в зависимости от температуры имеет емкостный (4,2 – 20 К) и индуктивный (30-70 К) характер, величина которого зависит от концентрации легирующей примеси. Исходя из результатов исследований кристаллов методом импедансной спектроскопии обсуждены отличия поведения импенданса образцов с различной концентрацией легирующей примеси.На основі дослідження електропровідності ниткоподібних кристалів Si з діаметрами 40х10-6 м, легованих домішкою бору до концентрацій поблизу переходу метал-діелектрик (ρ300К = 0,94-1,68х10-4 Ом•м) у температурному інтервалі 4,2-70 К, частотному діапазоні 0,01-250 х103 Гц виявлено, що імпеданс зразків в залежності від температури має ємнісний (4,2К – 20 К) та індуктивний (30 – 70 К) характер, величина якого залежить від концентрації легуючої домішки. На основі досліджень кристалів методом імпедансної спектроскопії обговорено відмінність поведінки імпендансу зразків з різною концентрацією легуючої домішки

Porous silicon multitexture for photoelectric converter structures of solar energy

The possibility of creation of porous silicon’s multitexture, as material of structure of photoelectric converter (FEC) is shown. The morphological elements of porous silicon are considered relative to different pore parameters. The integral coefficient of frontal surface reflection of FEC with using of columnar multitexture in the range from 400 nm up to 1150 nm decreased

Нитчасті кристали кремнію-германію як чутливі елементи сенсорів деформації, працездатні в складних умовах експлуатації

Introduction. The paper deals with investigation of electrophysical performances of Si1-xGex whiskers as strain sensors, operating at harsh conditions, in particular at liquid helium temperatures, and development of  measurable system for signal treatment from the sensors. Experimental results. It was found that compression strained Si1-xGex (x = 0,01 ÷ 0,03) microcrystals with a resistivity ρ300 =1,6*10-4 Om*m can be used as sensitive elements of sensors of mechanical quantities operating at cryogenic temperatures. It was elaborated a measuring system using sensing elements based on Si1-xGex microcrystals with simultaneous correction of their temperature dependences, which will take into account the temperature dependence of the coefficient tensosensibility on environment temperature. Discussion. A low temperature whisker conductance  is explained by Mott law and hopping conductance on twice occupied states of boron impurity. Conclusions. Gauge factor of Si-Ge whiskers was shown to have a very high value at low temperatures (of about 51000 at 4,2 K). that has been used for high sensitivity strain sensors and measuring system elaboration.На основе экспериментальных исследований установлено, что деформированые сжатием микрокристаллы Si1-хGeх (х = 0,01÷0,03) с удельным сопротивлением ρ300 = 1,6*10-4 Ом cм могут быть использованы как чувствительные элементы сенсоров механических величин, работоспособные при криогенных температурах. Роздано измерительную систему с использованием чувсвительных элементов сенсоров на базе нитевидных кристаллов  Si1-xGex с одновременной коррекцией их температурных зависимостей, что даст возможность учитывать температурную зависимость коэффициента тензочувствительности при изменении температуры среды.На основі експериментальних досліджень встановлено, що деформовані стиском мікрокристали Si1-хGeх (х = 0,01÷0,03) з питомим опором  ρ300 = 0,016 Ом см можуть бути використані як чутливі елементи сенсорів механічних величин, працездатні за кріогенних температур. Створено вимірювальну систему з використанням чутливих елементів сенсорів на основі  нитчастих кристалів  Si1-xGex із одночасною корекцію їх температурних залежностей, що дозволить враховувати температурну залежність коефіцієнта тензочутливості при зміні температури середовища