Nghiên cứu xây dựng hệ đo tự động các đại lượng phụ thuộc nhiệt độ trong vật lý chất rắn và ứng dụng .

MUC è LỤC ■ Trang MỞ BAU CHUCH0 i- VÀI NET VE HAI ĐẠI LUỌNG PHỤ THUỘC NHlệr ĐỘ ĐUỌC QUAN TÂM TRONG NGHIẼN cứu VẠT LY CHAT RAN • ■ 1A- DÔ cản từ 1B- Phổ đọ nức sâu bándẩn 9 12 §1-Vai trị tâm sâu bán dẩn 12 12-Quá trìn h dơng hoe trê n nức sâu 13 §3-Cơ sở lý thuyết phương pháp Pino đô tâm sâu (DLTS) 14 3a- Phương Fháp điện dune đọ 14 3b- Phương pháp dịng q 16 CHNG 2- HẸ• ĐO ĐỘ BỘ* VA Áp DỤ•NG • CAM TỪ PH ã THĩãầC NHlr ô NGHIEN cu Q TOèNH CHUYEN PHASIBƯ DAN 2A- Hê đo tự động Kiểu mot biến SM90 19 19 §1-Ngun lý cto 20 §2-Sơ đơ' khối chức 20 $3-K hối p h ả i mần £7 $4-Cbuấn ỉúệu chinh 28 B - Úhg dung h ê tro n g n gh iên cứu 29 CHNG - HỆ• ĐO ĐIẸH DƯNG VA DCHQ QUÁ ĐỘ• THBD NHlỆr ĐỘ• VA • • ÁP DÜN3 NGHIỀN cứu TÂM SAUTOONGCHATBAN DAN 34 $1-Ẩrih hưởng chiếu xạ trê n mệt số lirih Kiện bán dẩh 37 1- Unie nghiệm 37 1, 2- Nhân địrih chung 40 §2-Xây đựng hệ đo DLTS dùng điện đun« theo kỹ thuât Boxcar kép 43 2, i-Nguyên tấc đo 42 2, 2-Sơ đồ Khối chức nang 49 3-Chuẩn hiệu chinh hệ 57 4-Úhg đụng 66 §3-xây đựhe Ììệ đo DLTS đùngđịng theo Kỹ tlĩuât TSDB À-B 68 1-Nguyên iý đo 68 -Sơ đồ Khếl chức 69 3-Chuẩn v hiờu chlrih hờ ã ô 72 4-hg dng 73 §4-Fhể DLTS điện dungtrê n mẩuSi chiếu xạđiện tử 73 i-Mấu th iế t b i db 73 2-Kết thưc nghiêm 74 3-Hiảo luận k ết 75 T CHUONQ 4- NHŨNG VAN r e VE TO CHUC Hã lã Dầô HG KIE hai Biến NGHIÊN cóu TẦM SÂƯ BANG FHUONGPHAP ĐIẸH DUHG DLTS 79 4A- Khai thác thông số tân sâu từ số liê u thu nhân tr ê n hệ tự dộng h a i b iế n dạng C(t, T) $1-Nguyên lý hệ tư động hai 79 biến dạng C(t, T) 79 đo h biến ôi $2 -Phương pháp tách phổ hệ $3-Fhương pháp Lang đo hai biến 62 $4-Phương pháp Dich cửa hệ 64 hai biến 4B- Hệ tự dộng h a i b iế n CT92 66 $i~các Khối ctníc 66 $2-Khối phần mềm 69 $3-Ctiuân hiệu chỉnh hệ 90 $4-Kất thưc nghiêm 95 c - Một s ố nhận x é t đề n gh ị c ả i t iế n hệ CT92 98 $l-về cầu điện dung Boonton 72B 98 $2-về Khối xử lý điện tử 102 KỂr Tài luận liê u tham Khảo tiếng Việt 106 109 Tài liệ u tham Khảo tiếng Nga 112 Tài liệu tham khảo tiếng Anh 115 Nói churuạ, hệ đo vật lý, dạl lương cần đo thường phu thuộc vào nhiều thơng số có th ế biêu diển tương quan chúng đưới F = F(x, y, z ) rtạru? hàm: Trong đổ : F đài lương cần đo X, Y, z ỉà thông sấ ảnh hưởng Trong rihiều trường ỉiơp, X = x(y), y = Y (z ), thong số la i có sư F*1U thc lẩn rihau z = z (x ) Nhiêm vu phương pháp đò nói chung ríhư đo nói riêng xả lý quan hệ cuối đưa đại lượng có th ể đo đươc (điên áp, dòng điên, tần số ) dạng ỉ F - F(x) I Iy, z , = const Trong nhiều thông số ảrih hưởng, nhiệt đọ mọt thông số dưạc nhà vật lý chất ran r ấ t quan tâm Nhiêt đô làm ảrih hưởng mạrih đến nồng độ h ạt tả i vật liệu bán dẩn điện, dại lượng rihư độ dần điện vật liệu, đô lin h đọng - đai lượng phản ánh chế tắn xa h ạt tả i điện bán dẩn - Fỉiụ thuộc vào rìhiệt thay đổi rihiêt đến mot giá t r i Tc làm phá vỡ t r â t vật liệ u thuận từ Nhiệt dồ gọi vật liê u siêu dẩn, tư từ n hiệt đô Curie Đối với nhiêt đô ctoơc thâp đến môt giá t r i tớ i han Tc th ỉ xuất hiện tượng điện liệ u chuyên sang chất nghịch từ Tuy hai trở không { R = o ) vật đại ìưạng thể hjện hai _4_ '.rang thài đỏc lâp với rứiau cốcác đãc trưng bần riêng cirúiug đểu đươc quan tâm nghiên cứu vùng chuyến pha siêu dẩn Dối v ó i Kim l o a i , n h iê t dỉô ảnh hưởng đến chuyển dọng n h iê t thể arửi ĩttĩởng tớ i điện trở suất toàn phần mạng tir ih củavật liệu Nhiêt độ tác nhân quẲ hiêu ứng nhiệt điên Zeebeck, P e ltie r - hiệu úng có nhiều ứng đụng Đối với lirih Kiên bán dẩn sử dụng chuyên tiế p ảrih hưởng đến dòng dò) dòng tĩn h dẩn đến thông số trở kháng, cơng suất, lượng có liê n quan điện đung, PN, nỉũêt đô làm thay đoi tần số, số Khuyếch dại Quá trìrih bất ptìát xạ hạt tả i đại lượng phu thuộc nhiệt thực t ế độ điện mức sâu Do trìrih mà đại dịng q tạ i lóp chỉnh lưu chứa mức sâu Fini tixaôc rihxêt đọ Thông số n hiệt đệ ảrih hưởng đến r ấ t nhiều dại lượng vật lý, tựa trung lại, đại dạng chính, sau son« iưọ*ig âó thường Fini thc rihiệt đệ theo hai : * Dạng Fini th u ộc đơn đ iệ u : s = S(T) Dạng thường gặp nghiên cứu đô dẩn điên, lin h động, tlịện tr suất, độ cảm từ * Dang phai thc song hành với ttìời gian : s = S(t,T) Dạng thường gặp nghiên cứu ĩtiổ đổ Phép đo dai lương thuôc thuộc biến số; dạng thứ đươc gọi phép đo phu phép đo dại lượng thuộc dạng thứ h a i dược gọi phép đo Fini thuộc hai biến số (goi t ấ t : kiêu i biến, kiểu biến) -5- Trone luận vãn này, chúng tơ i tr ìn h bầy hệ dị hai dại ìưạng phu tliiơc rihiêt dơ dươc quan tâm nghiên cứu vât lý chất rẩn, ' I dơ cam từ mấu siêu dẩn rửilêt độ cao vầ phổ dô DLTS ngíilẾn cứu vật lý tâm sâu, đại diện cho hai Kiêu phu Hai dại lượng Khơng ríhữhg thuộc nhiệt độ nói trê n nà cịn có ý nghĩa th iế t thực, thịi sư q trình, nghiên cứu biên Từ cuối năm 1966, công bố G Bednorz tim chất siêu dẩn có rihiêt đỗ chuyến pha 35 K sau cơng bấ p Cha với vât liê u cố Tc=90 K gây nên Irtột chấnđộng, vật lý siêu dẩn, cuôc chạy dũa rần rô nhà KỶ lục Tc liên tiế p xuất b ị íiiá vổ : 105 K, 123 K, rồ i sau đố 125 K Đến đầu'năm 1994, có tác giả cho có rhững dấu hiệu Tc tớ i 160 K 280 K Một dtặc trưng Meissner (1933) : bần cihất siêu dẫn dó hiệu ứng b T < Tc dường cầm ứng tử b ị đẩy r a ngồi» nghĩa tử trường Khơng xâm nhập vào trạng th i siêu dẩn đặc trưng điên trở Không hiệu ứng Meissner dươc coi rihư băng chứng cho môt chất trở thành siêu dẩn v ỉ mà db đặc trứng r ấ t cấp th iế t dối với nhà vât lý công nổhê Bên carih đó, trào lưu nghiên cứu sai hỏng tâm sâu vật liệu bán dẩn điện vừa mang tírih truyền thống vừa có tín h thời Val trò tâm sâu sinh r a tr ìn h chế tao hay chiếu xạ trê n vật liệ u bán dẩn dấ dược quan tâm nghiên cứu từ lâu [59] Tuy rihiên, đến 1974, từ Khi công tririh D V Lang đươc cống bố [65], việc nghiên cứu tâm sâu băng FfioforiÄ pháp DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) trở nên Fhổ biến r ấ t có hiệu quẩ: -6 - Nhiều phịng th í nghiệm vật lý bán dẩn trê n th ế giỗi dã xây đựng hệ áo PLTS nổhiên cứa thông sế tâm sâu theo kỹ tliuât b Việt nam, từ năm I960, dể tà i " Nghiên cứu sai hỏng ẩn bắn đẩn S ilic " dược dặt Onương trirữ i Nhànước 40-04 dể nghiên CÚM định hưóng rihăm g iẳi vấn gặp phải đê' Khi cỉróng t a tr iể n Khai cơng nốhê chế tao vât liêu tà i Si lie cao cấp chế tạo lin h Kiện phẩn chất cao với hoạt động lị FỴW1 ứng hạt nhân Đà lạt, máy cấy ion Z161, việc nghiên cứu sa l hong điổn đẩ dược đẩy mạnh[2 , 101 Đến việc nghiên tiế p tục dươc quan tânv cứu tâm sâu vẩn thể hiên qua đề tà i ttniơc cíhương trin h nhà nước KT-04-339 đề tà i cap B9 1-05-27 Khoa vật lý Trứòng Đại học Tổng hợp Hà nộỉ dẫm nhận • I f Trong hồn cảnh đất nước cịn nhiều Khó Khăn, nhiệm vu trê n n*ic V V ' S \ -V •* V "v S \ -\ X * V -.V -h v„ >w I _ \> -1—I—I—I—I—r B oxcar 2000 \ c(t) ọ*- - \ H ỵ? *.* * ** •* y -Ọ V ' C* '* V V'•■% } >■* \ VV :r V' '•% "v-*■_ • \ % lệ **• 1000 I • I - I1 Trộn n hiéu : HSTG : m s Ts = 25 E = 0.581 eV E-Eo = 0.035 * • - hiệu tỷ vVN V M " ' V V * 3% eV »V Vi v N ^ 1 500 H