Диссертация (1097807)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В. ЛОМОНОСОВАФизический факультетНа правах рукописиФорш Павел АнатольевичОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМ,СОДЕРЖАЩИХ АНСАМБЛИ КРЕМНИЕВЫХНАНОКРИСТАЛЛОВ01.04.10 – Физика полупроводниковДиссертация на соискание ученой степенидоктора физико-математических наукНаучный консультант:доктор физико-математических наук,профессор П.К.
КашкаровМосква – 20142ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................................ 4ГЛАВА 1. ПОЛУЧЕНИЕ И СТРУКТУРА ПЛЕНОК nc-Si/a-Si:H ...................................... 171.1. Методы формирования и механизмы кристаллизации пленок nc-Si/a-Si:H ......... 171.2.
Cтруктура пленок nc-Si/a-Si:H, полученных методомплазмохимического осаждения из газовой фазы ............................................................. 211.3. Cтруктура пленок nc-Si/a-Si:H, полученных путем лазернойкристаллизации a-Si:H ........................................................................................................ 311.4. Дефекты в пленках nc-Si/a-Si:H ................................................................................ 511.5. Выводы по главе 1 ......................................................................................................
57ГЛАВА 2. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК nc-Si/a-Si:H ......................................... 592.1. Основные литературные данные по оптическим свойствампленок nc-Si/a-Si:H .............................................................................................................. 592.2. Измерение спектральной зависимости коэффициента поглощенияметодом постоянного фототока ......................................................................................... 652.3. Спектральные зависимости коэффициента поглощения nc-Si:H .......................... 692.4.
Зависимость коэффициента поглощения наномодифицированногоаморфного кремния от доли кристаллической фазы ....................................................... 742.5. Методика измерений фотолюминесцентных свойств пленок nc-Si/a-Si:H .......... 802.6. Фотолюминесценция пленок nc-Si/a-Si:H, полученныхфемтосекундной лазерной кристаллизацией аморфного кремния ................................. 812.7. Фотолюминесценция пленок nc-Si/a-Si:H, полученных методом PECVD ........... 852.8. Выводы по главе 2 ......................................................................................................
89ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАПЛЕНОК nc-Si/a-Si:H .............................................................................................................. 913.1. Перенос носителей заряда в пленках nc-Si/a-Si:H ................................................... 913.2.
Проводимость пленок a-Si:H, подвергнутых лазерной кристаллизации ............ 1083.3. Методика измерений фотоэлектрических свойств пленок nc-Si/a-Si:H ............. 1203.4. Зависимость фотоэлектрических свойств пленок nc-Si/a-Si:H от доликристаллической фазы ...................................................................................................... 1243.5. Фотоэлектрические свойства пленок nc-Si:H ........................................................ 1323.6. Модель переноса и рекомбинации неравновесных носителейзаряда в пленках nc-Si/a-Si:H ...........................................................................................
1483.7. Выводы по главе 3 .................................................................................................... 154ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОПТИЧЕСКИЕ ИФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК nc-Si:H .............................................. 1564.1. Влияние термического отжига на оптические и фотоэлектрическиесвойства пленок nc-Si:H .................................................................................................... 15734.2.
Влияние длительного освещения на оптические и фотоэлектрическиесвойства пленок nc-Si:H .................................................................................................... 1674.3. Влияние облучения электронами на оптические и фотоэлектрическиесвойства nc-Si:H ................................................................................................................. 1794.4. Выводы по главе 4 ....................................................................................................
186ГЛАВА 5. ПЕРЕНОС НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В СЛОЯХ nc-Si/SiO2 .............................. 1875.1. Основные литературные данные по механизмам переноса в системах скремниевыми нанокристаллами в диэлектрической матрице ...................................... 1875.2. Получение и структура слоев nc-Si/SiO2 ................................................................ 1905.3. Проводимость слоев nc-Si/SiO2 ............................................................................... 1935.4. Выводы по главе 5 .................................................................................................... 201ГЛАВА 6.
ПРОВОДИМОСТЬ И ФОТОПРОВОДИМОСТЬ ПОРИСТОГОКРЕМНИЯ С ЛАТЕРАЛЬНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ ФОРМЫ НАНОКРИСТАЛЛОВ ... 2036.1. Основные литературные данные по проводимости пористого кремния ............ 2036.2. Методы формирования и структура пористого кремния ..................................... 2136.3. Методика измерений электрических и фотоэлектрических свойстванизотропного пористого кремния .................................................................................. 2216.4. Проводимость анизотропного мезопористого кремния на постоянном токе..... 2236.5.
Электропроводность и емкость анизотропного мезопористого кремния напеременном токе ................................................................................................................ 2316.6. Фотопроводимость анизотропного мезопористого кремния ...............................
2386.7. Выводы по главе 6. ................................................................................................... 241ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ АДСОРБЦИИ АКТИВНЫХ МОЛЕКУЛ ИТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА НА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ АНСАМБЛЕЙСВЯЗАННЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ ................................................................................. 2437.1.
Инфракрасная спектроскопия пористого кремния................................................ 2437.2. Определение концентрации свободных носителей заряда спомощью ИК-спектроскопии ........................................................................................... 2467.3. Проводимость мезопористого кремния n- и p-типа при адсорбцииактивных молекул.............................................................................................................. 2537.4.
Подвижность свободных носителей заряда в мезопористомкремнии n- и p-типа ........................................................................................................... 2557.5. Модификация электрофизических свойств изотропного ПКпри термическом окислении............................................................................................. 2587.6. Выводы по главе 7 .................................................................................................... 264ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................................
266СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ......................................... 270СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................................................................... 2744ВВЕДЕНИЕВ диссертационной работе изучаются оптические и электрические свойства систем,содержащих ансамбли кремниевых нанокристаллов, на примере следующих материалов:наномодифицированного аморфного кремния (nc-Si/a-Si:H) - двухфазного материала,состоящего из матрицы аморфного гидрированного кремния (a-Si:H) с внедреннымитуда и хаотично расположенными кристаллами кремния нанометрового размера; слоевкремниевых нанокристаллов, внедренных в матрицу диоксида кремния (nc-Si/SiO2); ипористого кремния (ПК). На основе анализа оптических и электрических свойств такихсистем в работе устанавливаются общие закономерности по влиянию объемной долинанокристаллов, их размера, формы и поверхностного покрытия на процессы генерации,переноса и рекомбинации носителей заряда в системах, содержащих ансамбликремниевых нанокристаллов.Актуальность темы диссертации.
В настоящее время базовым материаломэлектроникиявляетсякремний.Широкиеперспективыдляминиатюризацииэлектронных приборов на основе кремния, а также для создания новых принциповфункционирования таких приборов, открываются при использовании низкоразмерныхкремниевых структур, в частности кремниевых нанокристаллов (nc-Si).
Кремниевыенанокристаллы представляют значительный интерес в случае их использования длясоздания светоизлучающих устройств, фотопреобразователей, газовых сенсоров,биомедицинских препаратов и многого другого. Однако фундаментальные процессыгенерации, переноса и рекомбинации носителей заряда в таких системах, а такжекорреляция данных процессов со структурными свойствами самих кремниевыхнанокристаллов (размером, формой) и особенностями их локального окружения кмоменту постановки настоящей работы практически не были исследованы.На данный момент к числу перспективных материалов, содержащих nc-Si, с точкизрения технических приложений можно отнести пленки nc-Si/a-Si:H; слои nc-Si/SiO2 иПК.
Конечно, перечисленные структуры не исчерпывают всего многообразия систем,содержащих nc-Si, но, безусловно, являются достаточно «популярными» средиисследователей не только в связи с их очевидными практическими применениями, нотакже и вследствие возможности изменять в широких пределах их структурныесвойства (размер, форму и поверхностное окружение нанокристаллов; а также ихобъемную долю в случае нахождения нанокристаллов в аморфной или оксиднойкремниевых матрицах) и тем самым устанавливать корреляцию структурных и5электронных свойств. Исследования оптических и электрических свойств указанныхвыше систем являются взаимодополняющими, и позволяют выявить основныезакономерности электронных процессов в системах, содержащих ансамбли кремниевыхнанокристаллов. Во многом это связано с тем, что перечисленные выше системыпозволяют моделировать практически любую ситуацию по расположению, связям,окружению и форме nc-Si.
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}
