wyd. 2020
monografia
ISBN 978-83-7365-551-5
Spis ważniejszych oznaczeń i skrótów ........................................................................ 9
1. Wstęp ..................................................................................................................... 15
2. Metody fototermiczne .......................................................................................... 19
3. Metody rozwiązywania równania transportu ciepła dla układów wielowarstwowych .......................................................................... 25
3.1. Metoda macierzowa ...................................................................................... 30
3.2. Metoda rekurencyjna .................................................................................... 35
3.3. Metoda interferencji fal termicznych ............................................................ 40
3.4. Porównanie przedstawionych metod ............................................................ 42
4. Detekcja mikrofonowa ......................................................................................... 45
4.1. Fotoakustyczne stanowisko pomiarowe ........................................................ 46
4.2. Tryby pomiarowe .......................................................................................... 50
4.3. Wyznaczanie dyfuzyjności i przewodności termicznej na przykładzie kryształów SiGe .................................................................... 52
4.4. Wyznaczanie parametrów cieplnych struktur dwuwarstwowych metodą parametrów efektywnych ................................................................. 59
5. Detekcja piezoelektryczna i interferometryczna ............................................... 61
5.1. Symulacje charakterystyk częstotliwościowych i widmowych .................... 64
5.2. Model 1D vs. 3D w detekcji piezoelektrycznej ............................................ 66
5.3. Detekcja interferometryczna ......................................................................... 70
6. Spektroskopia fotoakustyczna ............................................................................ 75
6.1. Stanowisko pomiarowe do spektroskopii fototermicznej .............................. 78
6.2. Pochłanianie światła w półprzewodnikach .................................................... 79
6.2.1. Absorpcja podstawowa (pasmo–pasmo) .......................................... 81
6.2.2. Absorpcja Urbacha .......................................................................... 84
6.2.3. Absorpcja na swobodnych nośnikach .............................................. 84
6.2.4. Rozkład natężenia światła w pojedynczej warstwie ........................ 85
6.2.5. Transmisja światła przez pojedynczą warstwę ................................ 88
6.3. Model próbki termicznie grubej .................................................................... 89
6.4. Wpływ wielokrotnych odbić światła na widmo sygnału fototermicznego ................................................................................ 98
6.5. Model fototermiczny cienkiej warstwy na podłożu przeźroczystym ........... 102
6.5.1. Redukcja modelu struktury dwuwarstwowej do struktury jednowarstwowej ...................................................... 103
6 Wybrane zastosowania metod fototermicznych… 6.5.2. Wyniki badań dla jednakowych optycznych współczynników odbicia ................................................................ 110 6.5.3. Wyniki badań dla różnych optycznych współczynników odbicia ............................................................... 119
6.6. Model cienkiej warstwy półprzewodnikowej na podłożu półprzewodnikowym ................................................................. 123
7. Wpływ procesów rekombinacyjnych w półprzewodnikach na sygnał fototermiczny ..................................................................................... 141
7.1. Rozkład koncentracji nośników w próbce .................................................. 142
7.2. Metody wyznaczania parametrów rekombinacyjnych materiałów półprzewodnikowych .................................................................................. 146
7.2.1. Metoda fotonapięcia powierzchniowego (SPV) ............................ 146
7.2.2. Metoda modulowanej absorpcji na swobodnych nośnikach .......... 159
7.3. Wpływ procesów rekombinacyjnych na sygnał fototermiczny ................... 169
7.4. Wpływ czasu życia nośników ładunku na charakterystyki widmowe sygnału mikrofonowego .............................................................................. 180
7.5. Wpływ natężenia światła na czas życia nośników ładunku, model Shockleya, Halla i Reada .................................................................. 182
7.6. Wpływ natężenia światła na charakterystyki częstotliwościowe sygnału fotoakustycznego ........................................................................... 188
8. Podsumowanie .................................................................................................... 193
Literatura ................................................................................................................. 197
Streszczenie .............................................................................................................. 219
Abstract .................................................................................................................... 223