طیف نگاری حالت گذرای ترازهای عمیق (طراحی و ساخت سیستم کنترل الکترونیکی - کامپیوتری دمای dlts)

علی اصغر اروجی

چکیده

طیف نگاری حالت گذرای ترازهای عمیق جهت تعیین مشخصات تله های درون نیمه هادی بر مبنای استفاده از خازن گذرای ناحیه تخلیه پایه گذاری شده است . این تکنیک بسیار حساس و سریع است و همچنین استخراج نتایج از آن نسبت به سایر روشهای موجود ساده تر می باشد، و قادر است در طی مرورهای حرارتی، قلل حاصل از طیف سطوح تله های درون کریستال نیمه هادی را بر حسب تابعی از درجه حرارت نمایش دهد. ارتفاع هر قله متناسب با غلظت تله است و محل آن از لحاظ درجه حرارت ، مشخص کننده خواص انتشار حرارتی آن تله می باشد. به علاوه با این تکنیک می توان انرژی فعال سازی و سطح مقطع دستگیری تله ها را نیز اندازه گیری نمود. قلب سیستم dlst را یک سیتم کنترل دمای الکترونیکی - کامپیوتری تشکیل می دهد که از ویژگیهای آن می توان به دقت و سرعت پاسخ نسبتا زیاد آن اشاره نمود. این سیستم کنترل قادر است دمای نمونه تحت آزمایش را در یک محدوده وسیع حرارتی از دمای 100 تا 400 درجه کلوین اندازه گیری نماید و دقت آن در یک دهم درجه کلوین است . سیستم کنترل الکترونیکی کامپیوتری دمای dlts قادر است دمای نمونه را به صورت خطی با نرخهای گوناگون از 100 تا 300 درجه کلوین تغییر دهد. یکی دیگر از اساسی ترین اجزاء سیستم dlts، کرایوستات می باشد. یکی از ویژگیهای اساسی این کرایوستات این است که به گونه ای طراحی شده است که قابلیت افزایش سیستم از dlts به odlts را دارد. ظرافت بکار گرفته شده در طرح واحد برودتی حرارتی نگهدارنده نمونه در نوع خود بی نظیر است . نکته دیگری که در طرح این واحد منظور شده است یکسان بودن تقریبی دما در تمام سطح آن است بطوری که نتایج آزمایش مستقل از محل گرفتن نمونه بر روی واحد برودتی، حرارتی می باشد. همچنین از خصوصیات مهم رابط طرح شده برای نگهدارنده نمونه می توان به قابلیت حرکت آن در جهت مختصاتی x و y اشاره کرد. در این پایان نامه، مراحل طراحی و ساخت کرایوستات ، سیستم اندازه گیری دما و سیستم کنترل دمای الکترونیکی - کامپیوتری دستگاه آزمایشگاهی dlts تشریح شده است