ELECTRONIC PROCESSES IN ACOUSTORESISTIVE SENSORS

Ev. L. Garshka, R. Giriuniene
2014 Sensor Electronics and Microsystem Technologies  
The analysis of electronic processes in acoustoresistive sensors is presented in the paper. The change of electrical resistance under the action of the high frequency acoustic wave (AW) is called an acoustoresistive effect (ARE). In difference of the acoustoelectric effect the phenomena of ARE is not galvanic. The ARE is observed in semiconductors: Ge, Si, CdS, CdSe etc. and in layered structures: piezoelectric and semiconductor. The analysis of experimental data is based on the crystal and its
more » ... energetic levels modulation; the reason of this phenomena is piezoeffect and deformation potential. In the paper the main attention is given to piezosemiconductors and to the layered piezoelectric-semiconductor structures. Some basic mechanisms of acoustoresistive effect are presented. The acoustoresistive effect in the high photosensitive semiconductors is accounted. In these materials the ARE is determined(caused) by modulation of the trapping and recombination levels in the band gap. The model with one recombination level was discussed in works of Y. V. Gulyaev et theoretically. and negative ARE is provided. The ARE is caused by the charge carriers ejection induced by AW. The strong positive ARE, as provided in model with two recombination levels, is observed experimentally. In this case the ARE is caused by the acoustic damping of photoconductivity. The strongest ARE is observed in layered structures with thin films where the resistance of film under the action of AW changes twice. In the layered structures the reason of the ARE is the change of (1) intercrystalline barriers and (2) surface electrokinetic process conditions by the propagating AW. Both the positive and the negative ARE is observed. The new type sensors on the base of acoustoresistive effect are created. Key words: gas sensors, acoustoelectric interaction, acoustoresistive effect, the modulation of energy levels. Аннотация ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В СЕНСОРАХ НА ОСНОВЕ АКУСТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА Р. Гирюнене, Эв.-Л. Гаршка В последнее время созданы ряд сенсоров, особенно газовых, с использованием акусторезистивного эффекта (АРЭ). В статье обсуждаются различные физические механизмы, приводящие к изменению электрического сопротивления вещества в присутствии высокочастотной акустоэлектрической волны. В более популярных сенсорах данное явление используется через появление вторичных эффектов. Рассмотрено проявление АРЭ в Другая модель АРЭ на поверхности основана нарушением адсорбционного равновесия с окружающей газовой средой при модулированном поверхностном потенциале. Исследования показали, что для изготовления сенсоров весьма подходящими являются слои касситерита (SnO 2 ), в которых возможна реализация как положительной, так и отрицательной акусторезистивности; данное обстоятельство определяется созданием поверхности или донорного, или акцепторного характера при адсорбции газа различного химического состава. Ключевые слова: сенсоры газов, акусторезистивный эффект, модуляция электронных уровней.
doi:10.18524/1815-7459.2004.1.111814 fatcat:zhwa66a2cnah5pjxb6cqs3ry7u