Mechanisms of Current Generation in Graphene/p-CdTe Schottky Diodes

Abstract

Діоди Шотткі графен/p-CdTe були отримані на підкладках p-CdTe розпиленням водних розчинів полівінілпіролідону (PVP, (C6H9NO)n), які містять частинки багатошарового графену, механічно відлущені з графіту. Діодні властивості отриманих поверхневих бар’єрних структур графен/p-CdTe визначалися енергетичним бар’єром qφk = 0,8 еВ, який формується в приконтактній області p-CdTe. Проаналізовано температурну залежність ВАХ та встановлено динаміку зміни висоти бар’єру з температурою та основні механізми генерації струму в досліджуваних діодах під дією прямої та зворотної напруг. В області прямого зміщення при V < 0,2 В і зворотного зміщення при – 0,5 В < V через діод протікають рекомбінаційно-генераційні струми. Зворотний струм зумовлений процесами генерації, а прямий – рекомбінації в збідненій на основні носії заряду області p-CdTe. При вищих, як прямих, так і зворотних напругах, формування струму відбувається за рахунок тунелювання носіїв заряду через потенціальний бар’єр електричного переходу.

Graphene/p-CdTe Schottky diodes are obtained on p-CdTe substrates by spaying aqueous solutions of polyvinylpyrrolidone (PVP, (C6H9NO)n), which contain particles of multilayer graphene mechanically exfoliated from graphite. The diode properties of the obtained graphene/p-CdTe surface barrier structures are determined by the energy barrier qφk = 0.8 eV, which is formed in the near-contact region of p-CdTe. The temperature dependence of the I-V-characteristics is analyzed and the dynamics of change in the barrier height with temperature and the main mechanisms of current generation in the studied diodes under forward and reverse voltages are established. In the region of forward biases at V < 0.2 V and reverse biases at – 0.5 V < V, recombination-generation currents flow through the diode. The reverse current is due to the generation processes, and the forward current is due to recombination in p-CdTe charge carrier depleted region. At higher, both forward and reverse voltages, current formation is dominated by the tunneling of charge carriers through the potential barrier of the electrical junction.