Отзыв ведущей организации (1097796)
Текст из файла
УТВЕРЖДА1О Дирсктор Федерального государственного чреждения науки общей физики Прохорова РАН мик 1!ЛН ,г' И.А. 1Цербаков «,1 '» '~а,~ 2014 г. ОТЗЫВ ведущей организации -- Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук на диссертационную работу Павла Анатольевича Форша '"Оптические и электрические свойства систем, содержащих ансамбли кремниевых нанокристаллов", представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.10 — «Физика полупроводников», В настоящее время кремниевые нанокристаллы, находягциеся в полупроводниковых и диэлектрических матрицах, привлекают к себе повышенное внимание, в связи с перспективами их использования в различных электроншях и оптоэлектронных приборах и устройствах.
Определение процессов генерации, переноса и рекомбинации носителей заряда в таких системах, а также корреляция данных процессов со структурными свойствами самих кремниевых нанокристаллов (размером„ формой) и особенностями их локального окружения необходимы для эффективного использования кремниевых нанокристаллов при создании на их основе свстоизлучающих устройств, фотопреобразователей, газовых сенсоров и многого другого, С точки зрения фундаментальной науки исследование оптических н электрических свойств систем, содержащих кремниевые нанокристаллы, позволяет выявить особенности электронных процессов, имеющих место в многофазных низкоразмерных структурах.
Поэтому диссертационная работа П.А. Форша. посвященная установлению общих закономерностей по влиянию объемной доли нанокристаллов, их размера, формы и поверхностного покрытия на процессы генерации„ псрсноса и рскомоинации носитслсй заряда В систсмах, содсржащих ансамбли кремниевых нанокристаллов, является важной и актуальной.
В диссертационной работе изучаются оптические и электрические свойства систем, содержащих ансамбли кремниевых нанокристаллов„на примере следукпцих материалов: нанокристаллов кремния в матрице аморфного гидрогенизированного кремния (пс-%~а-Я:Н); слоев кремниевых нанокристаллов, внедренных в матрицу диоксида кремния пс-Бь'ЯО~, и пористого кремния 111К). Диссертационная работа 11.Л. Форша состоит из введения, семи глав, заключения, и списка цитированной литературы. Во введении обоснована актуальность темы, приведена цель диссертационной работы. охарактеризована научная новизна и практическая ценность, сформулированы положения, выносимые на защиту.
В первой главе диссертации приводятся сведения по изучению структурных параметров пленок с нанокристал лами кремния в матрице аморфного гидрогенизированного кремния (а-Я:Н). Обсуждаются вопросы о структуре получаемых нанокристаллических кремниевых ансамблей в аморфной матрице и корреляции их структурных свойств с технологическими параметрами и условиями осаждения. Большое внимание уделено использованию спектроскопии рамановского рассеяния для определения объемной доли кристаллической фазы и размера нанокристаллов в полученных в работе пленках пс-Я!а-Я:Н. 'Гакже обсуждается способ модификации структуры а-Я:Н посредством фемтосекундного лазерного воздействия, Приводятся Оригинальныс данныс 0 влияиии интенсивности фсмтосскундного лазсрного воздействия на получаемую в результате облучения структуру пленок а-Я:Н.
В конце первой главы рассматривается возможность использования метода "..)ПР для диагностики наличия малой доли кремниевых нанокристаллов в матрице а-Я:Н. Во второй главе представлены сведения по оптическим свойствам пленок пс-Я~аЯ:Н. Приведены экспериментальные данные по влиянию объемной доли нанокристаллов на оптическое поглощение и фотолюминесценцию пленок пс-%~а-Я:11 и разработаны модели, определяющие процессы оптической генерации и излучательной рекомбинации неравновесных носителей заряда в исследованных образцах, Также подробно изучен вопрос о влиянии положения уровня Ферми в пс-Я/а-Я:Н на спектральные зависимости их коэффициента поглощения. Механизмы переноса и рекомбинации носителей заряда в пленках пс-Я/а-Я:Н изучаются в третьей главе.
Вначале главы приводятся данные по влиянию объемной доли нанокристаллов на проводимость пленок пс-Я/а-Я:Н. Анализируются возможные процессы переноса носителей заряда в пс-Я/а-Я:Н, обсуждаются зависимости положения уровня Ферми от температуры. Далее излагаются сведения по изучению фотоэлектрических свойств пленок пс-Я/а-Я:Н. Описываются использованные методики измерения стационарной фотопроводимости и релаксации фотопроводимости в структурах пс-Я/а-Я:Н. Исследуется влияние объемной доли кристаллической фазы на температурные зависимости стационарной фотопроводимости и кинетики се спада в изучаемых пленках.
Рассматриваются также температурные зависимости дрейфовой подвижности и времени фотоответа в пс-Я/а-Я:Н. В конце главы предлагается модель переноса и рекомбинации носителей заряда в аморфном кремнии, содержащем кремниевые нанокристаллы. В четвертой главе проведены исследования влияния высокотемпературного термического отжига, длительного освещения и облучения электронами на оптические и фотоэлектрические свойства пленок пс-Я/а-Я:Н как р-, гак и и-типа.
Здесь анализируются природа„местоположение и возможныс механизмы образования дефектов в пс-Я/а-Я:П, созданных в результате внешних воздействий. Подробно рассматриваются вопросы о влиянии созданных дефектов на механизмы переноса и рекомбинации носителей заряда. Особенности переноса носителей заряда в кремниевых нанокристаллах, внедренных в диэлектрическую матрицу, на примере слоев пс-Я/ЯО, обсуждаются в пятой главе. Описывается способ получения и структура изучаемых слоев пс-Я/Я02. Приводятся исследования воль гамперных характеристик и температурных зависимостей проводимости структур пс-Я/Я02 с различным числом пар слоев пс-Я/ЯО и различным размером нанокристаллов.
На основе анализа экспериментальных данных предлагается модель переноса носителей заряда в слоях пс-Я/Я02. В:ппшие формы напокристаллов на их элсктрофизические и фотоэлектрические свойства рассматривается в шестой главе. Для этого в качестве объекта исследований бьп выбран мезопористый кремний (с характерным размером нанокристаллов порядка нескольких десятков нанометров). Обладающий латеральной анизотропией формы нанокристаллов." ианокристаллы Вытянуты ВдОль кристтплографического нап1тавления 1110~. Приводятся полученные экспериментальные данные по проводимости пористого кремния с анизотропией формы нанокристаллов на постоянном и переменном сигналах.
Рассматривается влияние формы нанокристтшлов на фотопроводимость, анализиру~отся люкс-амперные характеристики и предлагается модель рекомбинации неравновесных носителей заряда в анизотропном ПК. В седьмой главе изучается вопрос о влиянии поверхностного покрытия нанокристаллов на электрические свойства пористого кремния. Приводятся данные по исследованию влияния адсорбции активных молекул (йода и аммиака) и термического окисления на электрофизические свойства 11К. Описывается метод определения концентрации носителей заряда в ПК из спектров ИК-поглощения, Излагаются результаты по определению подвижности носителей заряда в ПК из совместного измерение проводимости и концентрации свободных носителей заряда из спектров ИК- поглощения, а также анализируется влияние на полученные значения подвижности носителей заряда адсорбции активных молекул, Научная новизна работы состоит в использовании комплексного подхода в изучении огггических и электрических свойств систем с кремниевыми нанокристаллами, включакэщего проведение экспериментов на образцах с разной объемной долей, формой, размером кремниевых нанокристаллов и их окружением, а также использование различных взаимодополняющих методов исследований.
Это позволило автору обнаружить ряд новых эффектов. среди которых можно отметить следующие: !. Обнаружено увеличение проводимости и фотопроводимости структур пс-Я!а-%:1-1 ртипа, содержащих большую объемную долю кристаллической фазы (более 80;4), при их предварительном освещении в атмосфере сухого воздуха. Установлено, что уменьшение давления остаточных газов в камере приводит к уменьшеник1 наблюдаемых эффектов, и при освещении образцов в вакууме -10 Па указанные эффекты пропадают. -з 2, Установлено, что облучение структур пс-%~а-Я:И с большой объемной долей кристаллической фазы (более 80 'lо) быстрыми электронами с энергией 40 кэВ приводит к увеличению коэффициента поглощения в области Ь~<1.2 эВ и уменьшению фотопроводим ости.
Показано, что создан ныс под действием облучения дефекты, являются основными центрами рекомбинации неравновесных носителей заряда. 3, Показано. что в области низких температур. меныпих 200 К, для пленок пс-Я!а-Я:Н с большой объемной долей кристаллической фазы 1'более 80 '.4) имеет место туннельный механизм рекомбинации неравновесных носителей заряда через состояния на границах колонн нанокристаллов. 4. Обнаружена анизотропия проводимости и фотопроводимости в слоях ПК,.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
