Застосування кремнієвої структури з глибоким бар'єром для виявлення солей хлорної кислоти

Автори О.В. Козинець1,3, А.І. Манілов1,3, С.О. Алексєєв2,3, С.В. Литвиненко1,3 , В.В. Лисенко4, В.А. Скришевський1,3
Приналежність

1Інститут високих технологій, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська 64, 01033 Київ, Україна

2Хімічний факультет, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська 64, 01033 Київ, Україна

3Корпорація «Науковий парк Київський національний університет імені Тараса Шевченка», вул. Володимирська 60, 01033 Київ, Україна

4Light-Matter Institute (ILM), UMR CNRS 5306, University of Lyon (UCBL), 69622 Lyon, France

Е-mail alk@univ.kiev.ua
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 3
Дати Одержано 18 січня 2020; у відредагованій формі 15 червня 2020; опубліковано online 25 червня 2020
Посилання О.В. Козинець, А.І. Манілов, С.О. Алексєєв, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 3, 03015 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(3).03015
PACS Number(s) 68.08.p, 82.47.Rs, 81.07.De
Ключові слова Хімічний сенсор, Фотострум (2) , Поверхнева рекомбінація, Кремнієва бар’єрна структура.
Анотація

У роботі розглянуто можливість виявлення солей соляної кислоти за допомогою кремнієвих сенсорних структур з фотоелектричним принципом перетворення. Запропоновані структури реалізують принцип перетворення, що відрізняється від принципу, який застосовано у відомих структурах типу LAPS (потенціометричний сенсор із світловою адресацією). Основою таких пристроїв є «глибока» кремнієва бар'єрна структура. У запропонованій схемі сигналом датчика є фотострум через бар'єрну структуру, індукований світлом із області сильного поглинання кремнію. Це дозволяє отримувати максимальні зміни фотоструму внаслідок зміни швидкості рекомбінації на робочій поверхні. Слід зазначити, що запропонована структура дозволяє більш просту технічну реалізацію, ніж структури LAPS. Експериментально досліджено декілька аналітів (хлоридів), які містять метали з різною відносною електронегативністю (Fe, Zn та Al). Експериментально показано, що залежність фотоструму від напруги поляризації (напруга, яка змінює приповерхневий вигин зон) є інформативною для виявлення таких аналітів. В рамках моделі Стівенсона-Кейса отримані результати можна пояснити якісно. Основною причиною, яка дозволяє виявлення таких аналітів, є вплив локального електростатичного поля адсорбованих іонів на параметри рекомбінації поверхні кремнію.

Перелік посилань