Диссертация (1105259), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Установлено, что появлениемалой долинанокристаллических включенийваморфнойматрицеполиморфногогидрогенизированного кремния, не приводящее к существенному изменению рамановскогоспектра, вызывает увеличение коэффициента поглощения, измеренного методом постоянногофототока, в области энергий квантов 1,2-1,5 эВ.3) Проведены систематические исследования влияния параметров получения пленокpm-Si:H на их электрические и фотоэлектрические характеристики. Обнаружено уменьшениевлияния предварительного освещения на фотопроводимость пленок pm-Si:H при увеличениитемпературы подложки, используемой при их получении.
Данный эффект обусловленуменьшением концентрации атомов водорода в структуре пленок, полученных при болеевысокой температуре.4) Исследовано влияние фемтосекундной лазерной обработки пленок a-Si:H на ихструктуру. Показано, что облучение пленок a-Si:H лазерными импульсами позволяетконтролируемым образом проводить их кристаллизацию.
Установлено, что объемная долякристаллической фазы полученного материала, а так же ее распределение по толщинепленок, определяются длинной волны, плотностью энергии используемого лазерногооблучения и содержанием водорода в исходных пленках a-Si:H.1415) Исследовано влияние кристаллизации пленок a-Si:H фемтосекундными лазернымиимпульсами на их электрические и фотоэлектрические свойства. Установлено, что темноваяпроводимость пленок увеличивается на 3-5 порядков величины, что связано с образованиемперколяционной цепочки из нанокристаллов кремния. При этом фотопроводимостькристаллизованных пленок определяется в основном аморфной фазой. Показано, что малыйвклад сформированных нанокристаллов в фотопроводимость лазерно-модифицированныхпленок связан с их дегидрогенизацией в процессе облучения материала.
Показано, что постгидрогенизация модифицированных пленок в водородной плазме позволяет увеличить вкладнанокристаллической фазы в фотопроводимость модифицированного материала.6) Исследовано изменение морфологии поверхности пленок a-Si:H под действиемфемтосекундной лазерной обработки. Обнаружено, что использование фемтосекундноголазерного излучения с длиной волны в области прозрачности материала позволяет создаватьна поверхности пленок периодические структуры с периодом, составляющим сотнинанометров.Данныеструктурыприводятквозникновениюполяризационнойчувствительности облученных пленок.142В заключение хотелось бы выразить глубокую благодарность своему научномуруководителю главному научному сотруднику кафедры полупроводников, профессоруАндрею Георгиевичу Казанскому за постановку интересной задачи, помощь и всестороннююподдержку, оказанную при выполнении данной работы.
Хотелось бы так же поблагодаритьА. Емельянова, П.А. Форша, А. Хомича, А. Дудник, Е.А. Скрылеву, В.Л. Лясковского, Е.А.Константинову за сотрудничество на различных этапах выполнения данной работы. Считаюсвоим приятным долгом поблагодарить сотрудников ФТИ им. Иоффе, Institute ofSemiconductorsCAS(Китай)иEcolepolytechnique(Франция)запредоставлениеисследованных пленок аморфного и двухфазного гидрогенизированного кремния; а так жесотрудников Optoelectronic Research Centre (Саутгемптон, Великобритания) за облучениепленок фемтосекундными лазерными импульсами.
Выражаю свою признательность всемсотрудникам кафедры полупроводников за неизменно доброе отношение и помощь напротяжении всех лет обучения на кафедре и в аспирантуре.143Литература[1] Spear W.E., LeComber P.G. Investigation of the localised state distribution in amorphous Sifilms // J. Non-Cryst Solids. 1972.
Vol. 8-10. P. 727-738.[2] Madan A., LeComber P.G., Spear W.E. Investigation of the density of localized states in a-Siusing the field effect technique // J. Non-Cryst. Solids. 1976. Vol. 20. P. 239-257.[3] Физика гидрогенизированного аморфного кремния: Вып. I / Под. ред. Дж.
Джоунопулуса,Дж. Люковски. М.: Мир, 1987. 363 с.[4] Физика гидрогенизированного аморфного кремния: Вып. II / Под. ред. Дж. Джоунопулуса,Дж. Люковски. М.: Мир, 1988. 447 с.[5] Меден, Шо. М. Физика и применение аморфных полупроводников. М.: Мир, 1991. 669 с.[6] Аморфный кремний и родственные материалы / Под ред. Х. Фрицше. М.: Мир, 1991.
544с.[7] Аморфные полупроводники и приборы на их основе / Под. Ред. Й. Хамакавы. М.:Металлургия, 1986. 375 с.[8] Неупорядоченные полупроводники / А. А. Айвазов, Б. Г. Будагян, С. П. Вихров, А. И.Попов. М.: Высш. шк., 1995. 352 с.[9] Chittick R.C., Alexander J.H., Sterling H.F.
The Preparation and Properties of AmorphousSilicon // J. Electrochem. Soc. 1969. Vol. 116. P. 77-81.[10] Finger F., Kroll U., Viret V., Shah A., Beyer W., Tang X.-M., Weber J., Howling A.,Hollenstein Ch. Influences of a high excitation frequency (70 MHz) in the glow discharge techniqueon the process plasma and the properties of hydrogenated amorphous silicon// J. Appl. Phys.
1992.Vol. 71. P. 5665-5674.[11] Johnson N.M., Santos P.V., Nebel C.E., Jackson W.B., Street R.A., Stevens K.S., Walker J.Stability of a-Si:H deposited at high temperatures and hydrogen dilution in a remote hydrogenplasma reactor // J. Non-Cryst. Solids. 1991. Vol. 137-138. P. 235-238.[12] Zhang M., Nakayama Y. Radical Fluxes in Electron Cyclotron Resonance Plasma ChemicalVapor Deposition of Amorphous Silicon // Jpn. J. Appl.
Phys. 1995. Vol. 34. P. 5965.[13] Vanecek M., Nelson B.P., Mahan A.H., Crandall R.S. On equilibration processes in GDamorphous silicon, prepared at high substrate temperatures // J. Non-Cryst. Solids. 1991. Vol. 137138. P. 191-194.144[14] Stutzmann M. The Defect Density in Amorphous Silicon// Philos.
Mag. B. 1989. Vol. 60. P.531-546.[15] Аморфные и поликристаллические полупроводники // Под. Ред. В. Хейванга. М.: Мир,1987. 160 с.[16] Мотт Н., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических веществах: В 2 т. М.:Мир, 1982. 662 с.[17] Street R.A. Hydrogen chemical potential and structure of a-Si:H // Phys. Rev.
B. 1991. Vol. 43.P. 2454-2457.[18] Street R. A., Zesch J. Time-of-flight photoconductivity in a-Si:H // J. of Non-Cryst. Solids.Vol. 59- 60. 1983. P. 449-452.[19] Kim K.-H., 2012, “Hydrogenated polymorphous silicon: establishing the link betweenhydrogen microstructure and irreversible solar cell kinetics during light soaking”, Ph.D. Thesis,Ecole Polytechnique, France.[20] Shah A.
V., Schade H., Vanecek M., Meier J., Vallat-Sauvain E., Wyrsch N., Kroll U., Droz C.,Bailat J. Thin-film silicon solar cell technology // Prog. Photovolt: Res. Appl. 2004. Vol. 12. P. 113142.[21] Physics and Technology of Amorphous-Crystalline Heterostructure Silicon Solar Cells // vanSark W., Korte L., Roca F. Springer.
2012. P. 166.[22] Staebler D.L., Wronski C.R. Reversible conductivity changes in discharge-producedamorphous Si // Appl. Phys. Lett. 1977. Vol. 31. P. 292-294.[23] Santos P.V., Johnson N.M., Street R.A. Light-enhanced hydrogen motion in a-Si:H // Phys.Rev. Lett. 1991. Vol. 67. P. 2686-2689.[24] Branz H.M. The hydrogen collision model: Quantitative description of metastability inamorphous silicon // Phys. Rev. B. 1999. Vol.
59. P. 5498-5512.[25] Koh J., Lee Y., Fujiwara H., Wronski C.R., Collins R.W. Optimization of hydrogenatedamorphous silicon p–i–n solar cells with two-step i layers guided by real-time spectroscopicellipsometry // Appl. Phys. Lett. 1998. Vol. 73. P.1526-1528.[26] Schubert M.B., Merz R. Flexible solar cells and modules// Philosophical Magazine. 2010. Vol.89:28-30. P. 2623-2644.[27] Koch C., Ito M., Schubert M.B. Low-temperature deposition of amorphous silicon solar cells //Sol.
Energ. Mater. Sol. Cell. 2001. Vol. 68. P. 227-236.145[28] Guha S., Yang J., Banerjee A., Yan B., Lord K. High quality amorphous silicon materials andcells grown with hydrogen dilution //Sol. Energ. Mater. Sol. Cell. 2003. Vol. 78. P. 329-347.[29] Myong S.Y., Kwon S. W., Lim K.S., Kondo M., Konagai M. Inclusion of nanosized silicongrains in hydrogenated protocrystalline silicon multilayers and its relation to stability // Appl.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
