Электростатика

генератор динамиче-
ских неоднородностей. 
 
3.1.4. Другие элементы приборов 
 
В приборах и устройствах диэлектрической электроники 
управление динамическими неоднородностями, как правило, 
носит статический характер и осуществляется с помощью ме-
няющихся физических полей, в зависимости от типа выбранной 
динамической неоднородности. 
Детектором динамических неоднородностей является, как 
правило, локальная область, изменяющая свои свойства под 
действием физических полей. Считывание информации можно 
осуществлять и сканирующим детектором. В этом случае имеет 
смысл говорить о распределенном детекторе. 
3.2. Приборы и устройства функциональной 
диэлектрической электроники 
3.2.1. Слоистые структуры 
 
В приборах диэлектрической функциональной электрони-
ки используются, как правило, 
слоистые структуры.
Слой ак-
тивного диэлектрика применяется для хранения или обработки 
информации, а ввод и детектирование информации осуществля-

---

91 
ется в других слоях с соответствующими статическими неодно-
родностями. 
Например, в структурах «сегнетоэлектрик - полупровод-
ник» используется эффект поля. В этом случае свойства полу-
проводника определяются состоянием поляризации сегнето-
электрика. 
Если сегнетоэлектрик деполяризован (
Р
= 0), то на грани-
це раздела «сегнетоэлектрик – полупроводник» 
n
-типа нет из-
гиба зон (рис. 3.5, 
а
). Собственный уровень Ферми 
Е
FC
пред-
ставляет собой прямую линию, а основные носители смешаны в 
полупроводнике с неосновными. При поляризации сегнетоэлек-
трика (- 
Р
) у границы раздела в полупроводниковом слое обра-
зуется слой накопления основных носителей. Происходит изгиб 
зон, включая уровень Ферми, и при этом поверхностная плот-
ность больше объемной плотности (рис. 3.5, 
б
). 
Если переполяризовать сегнетоэлектрик (+ 
Р
), то у грани-
цы раздела в полупроводнике образуется слой обеднения ос-
новными носителями. Зоны изогнуться в противоположную 
сторону и поверхностная плотность будет меньше объемной 
плотности зарядов (рис. 3.5, 
в
). 
В таких структурах информация, соответствующая одно-
му из направлений вектора спонтанной поляризации, может 
быть считана по изменению поверхностного потенциала по-
лупроводника. Время перезаписи информации определяется 
временем переполяризации. В таких слоистых средах большое 
значение имеют электрические поля в сегнетоэлектриках. Поле 
спонтанной поляризации должно быть меньше коэрцитивного. 
(Коэрцитивное поле в сегнетоэлектриках – это электрическое 
поле, которое необходимо приложить к сегнетоэлектрику в по-
лярной фазе для уменьшения его поляризации до нуля.)В этом 
случае энергия переключения знака поляризации меньше затра-
чиваемой энергии. Одновременно должно соблюдаться условие, 
при котором уровень коэрцитивного поля меньше уровня элек-

---

92 
трического пробивного поля. Это условие позволит произво-
дить переполяризацию сегнетоэлектрика без его разрушения. 
Рис. 3.5. Изменение свойств полупроводника при изменении 
поляризации сегнетоэлектрика 
Управляемость поверхностным потенциалом полупровод-
ника в структуре типа «металл – сегнетоэлектрик – полупро-
водник» (МСЭП-структура) существенным образом зависит от 
качества границы раздела, от фиксированного в сегнетоэлек-
трике заряда 
Q
СЭ
, заряда, захваченного на поверхностных со-
стояниях полупроводника 
Q
SS
. 
Весьма перспективной является структура «сегнетоэлек-
трик – фотополупроводник». Такая структура помещается меж-
ду оптически прозрачными проводяшими электродами. При ло-
кальном освещении полупроводника его сопротивление умень-
шается, и все напряжение между проводящими электродами 
падает на слой сегнетоэлектрика. В освещенных областях сег-
нетоэлектрик переполяризуется. Возникающее пространствен-
ное распределение поляризации сегнетоэлектрика соответству-
ет распределению освещенности и позволяет осуществить оп-
тическое считывание. 

---

93