Impact of incomplete ionization on the critical electric field of p-n junction structures based on Si and GaA
DOI (Low Temperature Physics):
https://doi.org/10.1063/10.0042291Ключові слова:
incomplete ionization, quasi-neutral regions, cryogenic temperaturesАнотація
Розроблено аналітичну модель для оцінки критичного електричного поля в p-n переходах Si та GaAs з особливим акцентом на вплив неповної іонізації легуючої домішки. Розглянуто два сценарії: повна іонізація та неповна іонізація. Модель враховує температурну та легуючу іонізацію в широкому діапазоні легування та температурному інтервалі 50–400 К. Аналіз показує, що хоча неповна іонізація має незначний вплив при кімнатній температурі, її вплив стає все більш вираженим при нижчих температурах, особливо в сильно легованих переходах. Крім того, досліджується пікове електричне поле у збідненому шарі та порівнюється з традиційними аналітичними моделями, демонструючи підвищену точність та прогностичні можливості запропонованого підходу за різних теплових та легуючих умов.
Посилання
1. Q. Zeng, N. Meng, Y. Ma, H. Gu, J. Zhang, Q. Wei, Y. Kuang, X. Yang, and Y. Liu, Adv. Cond. Matter Phys. 2018, 1. https://doi.org/10.1155/2018/7203493
2. F. R. G. Carnielli and M. A. Pavanello, J. Integr. Circuit Syst. 19, 1 (2024). https://doi.org/10.29292/jics.v19i2.818
3. P. Pathak, D. Deb, D. Nath et al, J. Electron. Mater. 53, 1142 (2024). https://doi.org/10.1007/s11664-023-10852-6
4. Y. Qu, T. Xue, X. Zhong, Y. C. Lin, L. Liao, J. Choi, and X. Duan, Adv. Funct Mater. 20, 3005 (2010). https://doi.org/10.1002/adfm.201000857
5. X. Guo, Y. Ying, and L. Tong, Acc. Chem. Res. 47, 656 (2014). https://doi.org/10.1021/ar400232h
6. J. Sh. Abdullayev and I. B. Sapaev, East Eur. J. Phys. 3, 344 (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-39
7. J. Sh. Abdullayev and I. B. Sapaev, Eurasian Phys. Techn. J. 21, 21 (2024). https://doi.org/10.31489/2024No3/21-28
8. J. Sh. Abdullayev, I. B. Sapaev, and Kh. N. Juraev, Low Temp. Phys. 51, 60 (2025) [Fiz. Nyzk. Temp. 51, 64 (2025)]. https://doi.org/10.1063/10.0034646
9. O. Slobodyan, J. Flicker, J. Dickerson et al, J. Mater. Res. 37, 849 (2022). https://doi.org/10.1557/s43578-021-00465-2
10. T. Maeda, T. Narita, S. Yamada, T. Kachi, T. Kimoto, M. Horita, and J. Suda, J. Appl. Phys. 129, 185702 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0050793
11. R. D. Trevisoli, R. T. Doria, M. de Souza, I. Ferain, S. Das, and M. A. Pavanello, in Proceedings of the IEEE International SOI Conference (IEEE, Piscataway, NJ, 2014).https://doi.org/10.1109/SOI.2012.6404384
12. N. I. Goktas, P. Wilson, A. Ghukasyan, D. Wagner, S. McNamee, and R. R. LaPierre, Appl. Phys. Rev. 5, 041 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5054842
13. J. Sh. Abdullayev and I. B. Sapaev, East Eur. J. Phys. 1, 204 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-1-21
14. J. Sh. Abdullayev, East Eur. J. Phys. 1, 245 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-1-26
15. J. Sh. Abdullayev, I. Sapaev, N. Esanmuradova, S. Kadirov, and Sh. M. Kuliyev, East Eur. J. Phys. 2, 220 (2025).
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-2-24
16. J. Sh. Abdullayev, I. B. Sapaev, and S. R. Kadirov, East Eur. J. Phys. 2, 252 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-2-30
17. J. Sh. Abdullayev and I. B. Sapaev, East Eur. J. Phys. 4, 329, (2024). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-37
18. J. Sh. Abdullayev and I. B. Sapaev, Phys. Sci. Technol. 11, 39 (2024). https://doi.org/10.26577/phst2024v11i2b05
19. S. Ress, G. Farkas, and Rencz, M. Energies 17, 2931 (2024). https://doi.org/10.3390/en17122931
20. B. Fauqué, Z. Zhu, T. Murphy, and K. Behnia, Phys. Rev. Lett. 106, 246405 (2011). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.246405
21. A. Kolapo, T. Li, P. Hosur, and J. H. Miller, Sci. Rep. 9, 12504 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-48906-7
22. K. I. M. O. T. O. Tsunenobu, Proc. Jpn. Acad. B 98, 161 (2022). https://doi.org/10.2183/pjab.98.011
23. A. Shaker, M. S. Salem, A. Zekry, M. El-Banna, G. T. Sayah, and M. Abouelatta, Ain Shams Eng. J. 12, 3141 (2021). https://doi.org/10.1016/j.asej.2021.02.005
24. R. R. Bebitov, O. A. Abdulkhaev, D. M. Yodgorova, D. B. Istamov, Sh. M. Kuliyev, A. A. Khakimov, A. B. Bobonazarov, and A. Z. Rakhmatov, Low Temp. Phys. 50, 418 (2024) [Fiz. Nyzk. Temp. 50, 458 (2024). https://doi.org/10.1063/10.0025635
25. I. Sapaev, B. Sapaev, D. Abdullaev, J. Abdullayev, A. Umarov, R. Siddikov, A. Mamasoliev, and K. Daliev, E3S Web Conf. 383, 1 (2023). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202338304022
26. R. Bebitov, O. Abdulkhaev, D. Yodgorova, D. Istamov, G. Khamdamov, Sh. Kuliyev, J. Sh. Abdullaev, A. Khakimov, and A. Rakhmatov, E3S Web Conf. 401, 03062 (2023). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202340103062
27. J. Sh. Abdullayev, I. B. Sapaev, J. Sh. Abdullayev, D. A. Juraev, M. J. Jalalov, and E. E. Elsayed, J. Electronic Mater. 54, 1 (2025). https://doi.org/10.1007/s11664-024-11575-y
