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Erschienen in: Semiconductors 9/2018

01.09.2018 | PHYSICS OF SEMICONDUCTOR DEVICES

Backward-Diode Heterostructure Based on a Zinc-Oxide Nanoarray Formed by Pulsed Electrodeposition and a Cooper-Iodide Film Grown by the SILAR Method

verfasst von: N. P. Klochko, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, V. M. Lyubov, D. O. Zhadan, A. N. Otchenashko, M. V. Kirichenko, M. G. Khrypunov

Erschienen in: Semiconductors | Ausgabe 9/2018

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Abstract

A heterostructure promising for designing a backward diode is formed from a zinc-oxide nanorod array and a nanostructured copper-iodide film. The effect of modes of successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) deposition and the subsequent iodization of CuI films on smooth glass, mica, and fluorine-doped tin oxide (FTO) substrates and on the surface of electrodeposited nanostructured zinc-oxide arrays on the film structure and electrical and optical properties is investigated. A connection between the observed variations in the structure and properties of this material and intrinsic and iodination-induced point defects is established. It is found that the cause and condition for creating a backward-diode heterostructure based on a zinc-oxide nanoarray formed by pulsed electrodeposition and a copper-iodide film grown by the SILAR method is the formation of a p+-CuI degenerate semiconductor by the excessive iodination of layers of this nanostructured material through its developed surface. The n-ZnO/p+-CuI barrier heterostructure, which is fabricated for the first time, has the IV characteristic of a backward diode, the curvature factor of which (γ = 12 V–1) confirms its high Q factor.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Microelectronics to Nanoelectronics: Materials, Devices and Manufacturability, Ed. by A. B. Kaul (CRC, Taylor and Francis Group, New York, 2012). Microelectronics to Nanoelectronics: Materials, Devices and Manufacturability, Ed. by A. B. Kaul (CRC, Taylor and Francis Group, New York, 2012).
2.
Zurück zum Zitat M. Lundstrom and J. Guo, Nanoscale Transistors—Device Physics, Modeling and Simulation (Springer, New York, 2006). M. Lundstrom and J. Guo, Nanoscale Transistors—Device Physics, Modeling and Simulation (Springer, New York, 2006).
3.
Zurück zum Zitat M. Salimian, M. Ivanov, F. L. Deepak, D. Y. Petrovykh, I. Bdikin, M. Ferro, A. Kholkin, E. Titusa, and G. Goncalves, J. Mater. Chem. C 3, 11516 (2015).CrossRef M. Salimian, M. Ivanov, F. L. Deepak, D. Y. Petrovykh, I. Bdikin, M. Ferro, A. Kholkin, E. Titusa, and G. Goncalves, J. Mater. Chem. C 3, 11516 (2015).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Q.-Q. Sun, Y.-J. Li, J.-L. He, W. Yang, P. Zhou, H.-L. Lu, S.-J. Ding, and D. W. Zhang, Appl. Phys. Lett. 102, 093104 (2013).ADSCrossRef Q.-Q. Sun, Y.-J. Li, J.-L. He, W. Yang, P. Zhou, H.-L. Lu, S.-J. Ding, and D. W. Zhang, Appl. Phys. Lett. 102, 093104 (2013).ADSCrossRef
5.
Zurück zum Zitat H. Okumura, D. Martin, M. Malinverni, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 108, 072102 (2016).ADSCrossRef H. Okumura, D. Martin, M. Malinverni, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 108, 072102 (2016).ADSCrossRef
6.
Zurück zum Zitat K. Zhang, H. Liang, Y. Liu, R. Shen, W. Guo, D. Wang, X. Xia, P. Tao, C. Yang, Y. Luo, and G. Du, Sci. Rep. 4, 6322 (2014).ADSCrossRef K. Zhang, H. Liang, Y. Liu, R. Shen, W. Guo, D. Wang, X. Xia, P. Tao, C. Yang, Y. Luo, and G. Du, Sci. Rep. 4, 6322 (2014).ADSCrossRef
7.
Zurück zum Zitat V. K. Khanna, Integrated Nanoelectronics: Nanoscale CMOS, Post-CMOS and Allied Nanotechnologies (Springer Nature, India, 2016).CrossRef V. K. Khanna, Integrated Nanoelectronics: Nanoscale CMOS, Post-CMOS and Allied Nanotechnologies (Springer Nature, India, 2016).CrossRef
8.
Zurück zum Zitat D. Kälblein, R. T. Weitz, H. J. Böttcher, F. Ante, U. Zschieschang, K. Kern, and H. Klauk, Nano Lett. 11, 5309 (2011).ADSCrossRef D. Kälblein, R. T. Weitz, H. J. Böttcher, F. Ante, U. Zschieschang, K. Kern, and H. Klauk, Nano Lett. 11, 5309 (2011).ADSCrossRef
9.
Zurück zum Zitat K. Gadani, D. Dhruv, Z. Joshi, H. Boricha, K. N. Rathod, M. J. Keshvani, N. A. Shah, and P. S. Solanki, Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 17740 (2016).CrossRef K. Gadani, D. Dhruv, Z. Joshi, H. Boricha, K. N. Rathod, M. J. Keshvani, N. A. Shah, and P. S. Solanki, Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 17740 (2016).CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Z. Zhang, R. Rajavel, P. Deelman, and P. Fay, IEEE Microwave Wireless Compon. Lett. 21, 267 (2011).CrossRef Z. Zhang, R. Rajavel, P. Deelman, and P. Fay, IEEE Microwave Wireless Compon. Lett. 21, 267 (2011).CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S. M. Sze and K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed. (Wiley, New York, 2007). S. M. Sze and K. K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, 3rd ed. (Wiley, New York, 2007).
12.
Zurück zum Zitat K. S. Rzhevkin, Physical Principles of Semiconductor Devices Operation (Mosk. Gos. Univ., Moscow, 1986) [in Russian]. K. S. Rzhevkin, Physical Principles of Semiconductor Devices Operation (Mosk. Gos. Univ., Moscow, 1986) [in Russian].
13.
14.
Zurück zum Zitat Z. Yang, M. Wang, J. Ding, Z. Sun, L. Li, J. Huang, J. Liu, and J. Shao, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 21235 (2015).CrossRef Z. Yang, M. Wang, J. Ding, Z. Sun, L. Li, J. Huang, J. Liu, and J. Shao, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 21235 (2015).CrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat K. Ding, Q. C. Hu, D. G. Chen, Q. H. Zheng, X. G. Xue, and F. Huang, IEEE Electron Dev. Lett. 33, 1750 (2012).ADSCrossRef K. Ding, Q. C. Hu, D. G. Chen, Q. H. Zheng, X. G. Xue, and F. Huang, IEEE Electron Dev. Lett. 33, 1750 (2012).ADSCrossRef
17.
Zurück zum Zitat F.-L. Schein, H. Wenckstern, and M. Grundmann, Appl. Phys. Lett. 102, 092109 (2013).ADSCrossRef F.-L. Schein, H. Wenckstern, and M. Grundmann, Appl. Phys. Lett. 102, 092109 (2013).ADSCrossRef
18.
Zurück zum Zitat C. Yang, M. Kneiß, F.-L. Schein, M. Lorenz, and M. Grundmann, Sci. Rep. 6, 21937 (2016).ADSCrossRef C. Yang, M. Kneiß, F.-L. Schein, M. Lorenz, and M. Grundmann, Sci. Rep. 6, 21937 (2016).ADSCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Transparent Electronics: From Synthesis to Applications, Ed. by A. Facchetti and T. J. Marks (Wiley, Chichester, 2010). Transparent Electronics: From Synthesis to Applications, Ed. by A. Facchetti and T. J. Marks (Wiley, Chichester, 2010).
21.
Zurück zum Zitat C. Liu, M. Peng, A. Yu, J. Liu, M. Song, Y. Zhang, and J. Zhai, Nano Energy 26, 417 (2016).CrossRef C. Liu, M. Peng, A. Yu, J. Liu, M. Song, Y. Zhang, and J. Zhai, Nano Energy 26, 417 (2016).CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Z. Yang, M. Wang, S. Shukla, Y. Zhu, J. Deng, H. Ge, X. Wang, and Q. Xiong, Sci. Rep. 5, 11377 (2015).ADSCrossRef Z. Yang, M. Wang, S. Shukla, Y. Zhu, J. Deng, H. Ge, X. Wang, and Q. Xiong, Sci. Rep. 5, 11377 (2015).ADSCrossRef
23.
Zurück zum Zitat B. R. Sankapal, E. Goncalves, A. Ennaoui, and M. C. Lux-Steiner, Thin Solid Films 451–452, 128 (2004).CrossRef B. R. Sankapal, E. Goncalves, A. Ennaoui, and M. C. Lux-Steiner, Thin Solid Films 451–452, 128 (2004).CrossRef
24.
Zurück zum Zitat R. N. Bulakhe, N. M. Shinde, R. D. Thorat, S. S. Nikam, and C. D. Lokhande, Curr. Appl. Phys. 13, 1661 (2013).ADSCrossRef R. N. Bulakhe, N. M. Shinde, R. D. Thorat, S. S. Nikam, and C. D. Lokhande, Curr. Appl. Phys. 13, 1661 (2013).ADSCrossRef
25.
Zurück zum Zitat B. R. Sankapal, A. Ennaoui, T. Guminskaya, T. Dittrich, W. Bohne, J. Ro[umlaut]hrich, E. Strub, and M. C. Lux-Steiner, Thin Solid Films 480–481, 142 (2005).CrossRef B. R. Sankapal, A. Ennaoui, T. Guminskaya, T. Dittrich, W. Bohne, J. Ro[umlaut]hrich, E. Strub, and M. C. Lux-Steiner, Thin Solid Films 480–481, 142 (2005).CrossRef
26.
Zurück zum Zitat S. L. Dhere, S. S. Latthe, C. Kappenstein, S. K. Mukherjee, and A. V. Rao, Appl. Surf. Sci. 256, 3967 (2010).ADSCrossRef S. L. Dhere, S. S. Latthe, C. Kappenstein, S. K. Mukherjee, and A. V. Rao, Appl. Surf. Sci. 256, 3967 (2010).ADSCrossRef
27.
Zurück zum Zitat N. P. Klochko, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, N. D. Volkova, V. N. Lyubov, M. V. Kirichenko, A. V. Kopach, D. O. Zhadan, and A. N. Otchenashko, Semiconductors 51, 789 (2017)].ADSCrossRef N. P. Klochko, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, N. D. Volkova, V. N. Lyubov, M. V. Kirichenko, A. V. Kopach, D. O. Zhadan, and A. N. Otchenashko, Semiconductors 51, 789 (2017)].ADSCrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat Z. Liu, Y. Pei, H. Geng, J. Zhou, X. Meng, W. Cai, W. Liu, and J. Sui, Nano Energy 13, 554 (2015).CrossRef Z. Liu, Y. Pei, H. Geng, J. Zhou, X. Meng, W. Cai, W. Liu, and J. Sui, Nano Energy 13, 554 (2015).CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Q. Yang, C. Hu, S. Wang, Y. Xi, and K. Zhang, J. Phys. Chem. C 117, 5515 (2013).CrossRef Q. Yang, C. Hu, S. Wang, Y. Xi, and K. Zhang, J. Phys. Chem. C 117, 5515 (2013).CrossRef
31.
Zurück zum Zitat N. Chahmat, A. Haddad, A. Ain-Souya, R. Ganfoudi, N. Attaf, M. S. Aida, and M. Ghers, J. Mod. Phys. 3, 1781 (2012).CrossRef N. Chahmat, A. Haddad, A. Ain-Souya, R. Ganfoudi, N. Attaf, M. S. Aida, and M. Ghers, J. Mod. Phys. 3, 1781 (2012).CrossRef
32.
Zurück zum Zitat R. R. Ahire, B. R. Sankapal, and C. D. Lokhande, Mater. Res. Bull. 36, 199 (2001).CrossRef R. R. Ahire, B. R. Sankapal, and C. D. Lokhande, Mater. Res. Bull. 36, 199 (2001).CrossRef
33.
Zurück zum Zitat N. P. Klochko, G. S. Khrypunov, Yu. A. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. R. Kopach, E. S. Klepikova, V. N. Lyubov, and A. V. Kopach, Semiconductors 48, 531 (2014).ADSCrossRef N. P. Klochko, G. S. Khrypunov, Yu. A. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. R. Kopach, E. S. Klepikova, V. N. Lyubov, and A. V. Kopach, Semiconductors 48, 531 (2014).ADSCrossRef
34.
Zurück zum Zitat N. P. Klochko, E. S. Klepikova, G. S. Khrypunov, N. D. Volkova, V. R. Kopach, V. N. Lyubov, M. V. Kirichenko, and A. V. Kopach, Semiconductors 49, 214 (2015).ADSCrossRef N. P. Klochko, E. S. Klepikova, G. S. Khrypunov, N. D. Volkova, V. R. Kopach, V. N. Lyubov, M. V. Kirichenko, and A. V. Kopach, Semiconductors 49, 214 (2015).ADSCrossRef
35.
Zurück zum Zitat N. P. Klochko, K. S. Klepikova, I. I. Tyukhov, Y. O. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. M. Lyubov, A. V. Kopach, V. V. Starikov, and M. V. Kirichenko, Solar Energy 117, 1 (2015).ADSCrossRef N. P. Klochko, K. S. Klepikova, I. I. Tyukhov, Y. O. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. M. Lyubov, A. V. Kopach, V. V. Starikov, and M. V. Kirichenko, Solar Energy 117, 1 (2015).ADSCrossRef
36.
Zurück zum Zitat N. P. Klochko, K. S. Klepikova, I. I. Tyukhov, Y. O. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. M. Lyubov, and A. V. Kopach, Solar Energy 120, 330 (2015).ADSCrossRef N. P. Klochko, K. S. Klepikova, I. I. Tyukhov, Y. O. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, V. M. Lyubov, and A. V. Kopach, Solar Energy 120, 330 (2015).ADSCrossRef
37.
Zurück zum Zitat N. P. Klochko, E. S. Klepikova, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, Yu. A. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. N. Lyubov, and A. V. Kopach, Semiconductors 50, 352 (2016).ADSCrossRef N. P. Klochko, E. S. Klepikova, V. R. Kopach, G. S. Khrypunov, Yu. A. Myagchenko, E. E. Melnychuk, V. N. Lyubov, and A. V. Kopach, Semiconductors 50, 352 (2016).ADSCrossRef
38.
Zurück zum Zitat D. K. Schroder, Semiconductor Material and Device Characterization, 3rd ed. (Wiley, New York, 2006). D. K. Schroder, Semiconductor Material and Device Characterization, 3rd ed. (Wiley, New York, 2006).
39.
40.
Zurück zum Zitat A. Axelevitch and G. Golan, Facta Univ., Ser.: Electron. Energet. 26, 187 (2013). A. Axelevitch and G. Golan, Facta Univ., Ser.: Electron. Energet. 26, 187 (2013).
41.
Zurück zum Zitat V. R. Kopach, K. S. Klepikova, N. P. Klochko, I. I. Tyukhov, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, V. M. Lyubov, A. V. Kopach, R. V. Zaitsev, and M. V. Kirichenko, Solar Energy 136, 23 (2016).ADSCrossRef V. R. Kopach, K. S. Klepikova, N. P. Klochko, I. I. Tyukhov, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, V. M. Lyubov, A. V. Kopach, R. V. Zaitsev, and M. V. Kirichenko, Solar Energy 136, 23 (2016).ADSCrossRef
42.
Zurück zum Zitat V. R. Kopach, E. S. Klepikova, N. P. Klochko, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, V. N. Lyubov, M. V. Kirichenko, and A. V. Kopach, Semiconductors 51, 335 (2017).ADSCrossRef V. R. Kopach, E. S. Klepikova, N. P. Klochko, G. S. Khrypunov, V. E. Korsun, V. N. Lyubov, M. V. Kirichenko, and A. V. Kopach, Semiconductors 51, 335 (2017).ADSCrossRef
43.
Zurück zum Zitat Zinc Oxide Materials for Electronic and Optoelectronic Device Applications, Ed. by C. W. Litton, D. C. Reynolds, and T. C. Collins (Wiley, Chichester, 2011). Zinc Oxide Materials for Electronic and Optoelectronic Device Applications, Ed. by C. W. Litton, D. C. Reynolds, and T. C. Collins (Wiley, Chichester, 2011).
44.
Zurück zum Zitat H. Morkoç and Ü. Özgür, Zinc Oxide: Fundamentals, Materials and Device Technology (Wiley-VCH, Weinheim, 2009).CrossRef H. Morkoç and Ü. Özgür, Zinc Oxide: Fundamentals, Materials and Device Technology (Wiley-VCH, Weinheim, 2009).CrossRef
45.
Zurück zum Zitat M. Grundmann, F.-L. Schein, M. Lorenz, T. Böntgen, J. Lenzner, and H. Wenckstern, Phys. Status Solidi A 210, 1671 (2013).CrossRef M. Grundmann, F.-L. Schein, M. Lorenz, T. Böntgen, J. Lenzner, and H. Wenckstern, Phys. Status Solidi A 210, 1671 (2013).CrossRef
46.
Zurück zum Zitat C. Yang, M. Kneiß, M. Lorenz, and M. Grundmann, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 113, 12929 (2016).ADSCrossRef C. Yang, M. Kneiß, M. Lorenz, and M. Grundmann, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 113, 12929 (2016).ADSCrossRef
48.
Zurück zum Zitat G. I. Epifanov, Physical Principles of Microelectronics (Sov. Radio, Moscow, 1971) [in Russian]. G. I. Epifanov, Physical Principles of Microelectronics (Sov. Radio, Moscow, 1971) [in Russian].
49.
Zurück zum Zitat K. V. Shalimova, Physics of Semiconductors (Energoatomizdat, Moscow, 1985) [in Russian]. K. V. Shalimova, Physics of Semiconductors (Energoatomizdat, Moscow, 1985) [in Russian].
50.
Zurück zum Zitat Y. Wang, H.-B. Fang, R.-Q. Ye, Y.-Z. Zheng, N. Li, and X. Tao, RSC Adv. 6, 24430 (2016). Y. Wang, H.-B. Fang, R.-Q. Ye, Y.-Z. Zheng, N. Li, and X. Tao, RSC Adv. 6, 24430 (2016).
Metadaten
Titel
Backward-Diode Heterostructure Based on a Zinc-Oxide Nanoarray Formed by Pulsed Electrodeposition and a Cooper-Iodide Film Grown by the SILAR Method
verfasst von
N. P. Klochko
V. R. Kopach
G. S. Khrypunov
V. E. Korsun
V. M. Lyubov
D. O. Zhadan
A. N. Otchenashko
M. V. Kirichenko
M. G. Khrypunov
Publikationsdatum
01.09.2018
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Semiconductors / Ausgabe 9/2018
Print ISSN: 1063-7826
Elektronische ISSN: 1090-6479
DOI
https://doi.org/10.1134/S1063782618090063

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