350 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №1-2 за 2020 г.
Статья в номере:
Флуктуации электрической проводимости полупроводников
DOI: 10.18127/j15604128-202001-2-06
УДК: 538.9
Авторы:

Б.И. Якубович – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, 
Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова 
Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» E-mail: yakubovich_bi@pnpi.nrcki.ru

Аннотация:

Постановка проблемы. Физические процессы, вызывающие флуктуации электрической проводимости полупроводников, являются основой нескольких типов фундаментальных электрических шумов. Такие шумы широко исследуются и их изучение важно для развития представлений о флуктуационных явлениях в твердых телах. Флуктуации проводимости полупроводников во многом определяют электрический шум полупроводниковых приборов. Электрический шум влияет на характеристики и стабильность работы приборов. В связи с этим изучение флуктуаций электрической проводимости полупроводников актуально для проведения фундаментальных исследований и для решения многочисленных прикладных задач.
Цель. Исследовать в общем виде флуктуации электрической проводимости полупроводников и получить обобщенное выражение для спектра флуктуаций проводимости полупроводников.
Результаты. Рассмотрены флуктуации электрической проводимости полупроводников, вызванные флуктуациями числа свободных носителей. Подробно проанализированы флуктуации числа электронов в зоне проводимости полупроводника. Флуктуационный процесс изменения числа свободных электронов рассмотрен следующим образом: имеются статистические связи между событиями процесса, заданные в общем виде. Вычислен спектр флуктуаций числа электронов в зоне проводимости. В итоге найдено выражение весьма общего вида для спектра флуктуаций электрической проводимости полупроводников.
Практическая значимость. Полученное выражение для спектра позволит в многочисленных случаях непосредственно определять выражения для спектров электрических шумов при проведении как фундаментальных, так и прикладных исследований. Результаты данной работы могут применяться для анализа флуктуаций в многочисленных типах полупроводников и использоваться для определения спектров флуктуационных процессов, имеющих различные статистические свойства, а также при разработке полупроводниковых приборов: для снижения шума и улучшения характеристик приборов, а в ряде случаев для повышения стабильности и надежности электронных устройств, созданных на основе полупроводников.

Страницы: 48-53
Для цитирования

Якубович Б.И. Флуктуации электрической проводимости полупроводников // Электромагнитные волны и электронные системы. 2020.  Т. 25. № 1–2. С. 48−53. DOI: 10.18127/j15604128-202001-2-06.
Yakubovich B.I. Fluctuations electrical conduction of semiconductors. Electromagnetic waves and electronic systems. 2020. V. 25. № 1–2. P. 48−53. DOI: 10.1812

Список источников
  1. Bonani F., Chione G. Noise in semiconductor devices, modeling and simulation. Berlin: Springer-Verlag. 2001. 212 p.
  2. Kogan Sh. Electronic noise and fluctuations in solids. Cambridge: Cambr. Univ. Press. 1996. 354 p.
  3. Якубович Б.И. Электрические флуктуации в твердых телах. Germany: AV Akademikerverlag. 2013. 212 с.
  4. Якубович Б.И. Электрические флуктуационные явления в твердых телах. Riga: SIA OmniScriptum Publishing. 2018. 264 с.
  5. Jones B.K. Electrical noise as a measure of quality and reliability in electronic devices // Adv. Electron. Electron. Phys. 1993. V. 87. P. 201−257.
  6. Якубович Б.И. Электрические флуктуации в неметаллах. СПб.: Энергоатомиздат. 1999. 208с.
  7. Kirton M.J., Uren M.J. Noise in solid-state microstructures: A new perspective on individual defects, interface states and lowfrequency (1/f) noise // J. Adv. Phys. 1989. V. 38. № 4. P. 367−468.
  8. Fleetwood D.M. 1/f noise and defects in microelectronic materials and devices // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2015. V. 62. № 4. P. 1462−1486.
  9. Якубович Б.И. Особенности электрического низкочастотного шума в полупроводниках // Электромагнитные волны и электронные системы. 2018. Т. 23. № 4. С. 46−50.
  10. Kleinpenning T.G.M. On 1/f noise and random telegraph noise in very small electronic devices // Physica B. 1990. V. 164. № 3. P. 331−334.
  11. Vandamme L.K.J. Noise as a diagnostic tool for quality and reliability of electron devices // IEEE Trans. Electron Devices. 1994.
Дата поступления: 31 октября 2019 г.