Тонкі плівки нанокристалічного кремнію, леговані європієм та ітрієм, для оптоелектроніки
Створення та дослідження високочутливих фотоприймачів на основі плівок і гетеропереходів, а також у синтезі гетероструктурних фотоелектричних перетворювачів високої стабільності. Електричні та оптичні властивості плівок. Імпульси лазерного опромінення.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 27.07.2015 |
| Размер файла | 244,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Был предложен механизм электропроводности нанокремния при низкой степени кристалличности пленки - туннельно-прыжковый, который переходит в туннельный механизм при высокой степени кристалличности пленки. Данная модель дает возможность объяснить отличие величины электропроводности от одного до трех порядков для пленок с разной степенью кристалличности.
В работе была показана возможность синтеза пленок nc-Si и nc-Si:РЗМ с концентрацией примеси редкоземельных металлов, которая изменяется в широких пределах, вакуумними методами. При этом на основе структурных анализов было установлено влияние технологических параметров на размер и количество кристаллитов, а на основе химических анализов показаны особенности концентрационного распределения и зарядового состояния примесей РЗМ.
Экспериментально было показано, что возрастание электропроводности и фоточувствительности нанокристаллических кремниевых пленок определяется улучшением транспортных свойств материала при увеличении степени кристалличности, в то время как возрастание УФ-чувствительности определяется квантово-размерным эффектом при уменьшении размеров кристаллитов. Также было установлено влияние европия и иттрия на основные свойства материала. Было показано, что данные примеси в фотопроводимости выступают в качестве сенсибилизаторов, а при облучении ультрафиолетом эффективно его поглощают из-за специфического строения энергетических уровней. Были предложены технологические режимы, в которых фото- и УФ-чувствительность фоторезисторов достигает максимальных значений.
Исследование характеристик фотодиодов показало, что возрастание чувствительности фотоприемника, как в видимом, так и в ультрафиолетовом диапазоне спектра при влиянии лазерного излучения или введении примесей редкоземельных элементов проявляется только при условии высокого качества гетерограницы, которая обеспечивалась в низкотемпературных режимах синтеза.
В работе приведены результаты исследования влияния примесей редкоземельных металлов на величину фото-ЭДС, причем было установлены оптимальные технологические режимы для получения максимальной эффективности преобразования солнечной энергии. Также было показано особенности деградационных характеристик ФЭП на основе пленок нанокристаллического кремния по сравнению с их аморфными аналогами.
Таким образом, полученные в работе результаты показали потенциальную возможность использования пленок нанокристаллического кремния, легированного европием и иттрием, в качестве активного слоя высокочувствительных тонкопленочных фоторезисторов и фотодиодов, а также фотоэлектрических преобразователей высокой стабильности.
Ключевые слова: пленки нанокристаллического кремния, нанокристаллиты, примеси редкоземельные металлов, европий, иттрий, фоторезисторы, фотодиоды, фотоэлектрические преобразователи, фоточувствительность, УФ-чувствительность, фото-ЭДС, стабильность.
Abstract
Koval V. M. The nanocrystalline silicon thin films, doped with europium and yttrium, for optoelectronics. - Manuscript.
The thesis for the scientific degree of candidate of technical sciences on speciality 05.27.01 - Solid-state electronics. - National Technical University of Ukraine "KPI", Kyiv, 2010.
Work is devoted to development of technology of nanocrystalline silicon thin films, doped with europium and yttrium, and also heterojunction on their base for optoelectronics. The design of influence of nanocrystallites and rare-earth dopants on band structure and material's electroconductivity was carried out, also it was shown their influence on photosensitive characteristics of photoreceivers that provided the theoretical base in search of suitable technological conditions.
By means of structural and chemical methods of material's study it was found relation of film's nanostructure and chemical composition with technological parameters.
In the work it was found that electroconductivity and photosensitivity of nanocrystalline silicon thin films increases with growth crystalline fraction in material, while increase in UV-sensitivity is observed with decreasing of nanocrystallite size. It was shown the increasing of electroconductivity, photo- and UV-sensitivity in silicon thin film under condition of rare-earth metals incorporation. Also the influence of rare-earth dopants on photo-EMF of heterojunctions on the base of nanocrystalline silicon thin films was studied in this work. It was proposed the technology, in which photosensitivity and UV-sensitivity of photoresistors and photodiodes as well as effectiveness and stability of photovoltaic converters reaches the maximum values.
Keywords: nanocrystalline silicon films, nanocrystallites, rare-earth dopants, europium, yttrium, photoresistors, photodiodes, photovoltaic converters, photosensitivity, UV-sensitivity, photo-EMF, stability.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Історія відкриття, властивості і способи синтезу фулеренів. Технологія отримання металл-фулеренових плівок методом конденсації у вакуумі і електрохімічного осадження. Фізичні і електричні властивості метал-фулеренових плівок, сфера їх вживання.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 10.10.2014Класифікація тонких плівок. Електрична провідність в острівцевих плівках, моделі провідності. Методика дослідження електропровідності плівок сплавів. Структура та електропровідність надтонких плівок сплаву Co-Ni. Зміна морфології нанокристалічних плівок.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 12.12.2011Історія заводу "Укрпластика" та асортимент продукції. Плівкотвірні полімерні матеріали, виробництво плівок. Екструзійні голівки і система подачі повітря. Екологічні і гігієнічні аспекти виробництв заводу. Система контролю дефектів та товщини плівок.
отчет по практике [3,5 M], добавлен 05.12.2010Процес нанесення тонких плівок в вакуумі. Метод термічного випаровування. Процес одержання плівок. Способи нанесення тонких плівок. Використання методу іонного розпилення. Будова та принцип роботи ВУП-5М. Основні види випарників та їх застосування.
отчет по практике [2,4 M], добавлен 01.07.2015Отримання експериментальних даних про вплив іонізуючого опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних і нанокристалічних сплавів на основі системи Fe Si-B. Результати досідження, їх аналіз та встановлення основних механізмів цього впливу.
реферат [32,4 K], добавлен 10.07.2010Визначення мети, предмету та методів дослідження. Опис методики обладнання та проведення експериментів. Сплав ZrCrNi як основний об’єкт дослідження. Можливості застосування та вплив водневої обробки на розрядні характеристики і структуру сплаву ZrCrNi.
контрольная работа [48,7 K], добавлен 10.07.2010Перeваги кремнію – основного матеріалу напівпровідникової техніки. Вирощування монокристалів із розплаву. Методи вирощування Стокбаргера і Бріджмена на основі переміщення тигля в температурному градієнті. Очищення методом зонної плавки, її варіанти.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 09.04.2011Підготовка та опис основних методик експерименту. Вплив водню на електронну структуру та пружні властивості заліза. Дослідження впливу легуючих елементів на міграцію атомів водню і впливу е-фази на механічні властивості наводнених аустенітних сталей.
реферат [44,2 K], добавлен 10.07.2010Основні принципи підвищення зносостійкості порошкових матеріалів на основі заліза. Вплив параметрів гарячого штампування на структуру і властивості отримуваних пористих заготовок. Технологія отримання композитів на основі системи карбід титану-сталь.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 27.10.2013Створення диференціальних методів і реалізуючих їх пристроїв для спільного контролю радіуса та електропровідності циліндричних немагнітних виробів на основі використання електромагнітних перетворювачів різних типів з повздовжнім і поперечним полем.
автореферат [108,1 K], добавлен 15.07.2009Літературний огляд властивостей та технології отримання монокристалів германія. Властивості монокристалів, їх кристалографічна структура, фізико-хімічні, електрофізичні та оптичні властивості. Технологічні умови вирощування германію, його застосування.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 03.05.2015Фізичні властивості вина, методи їх дослідження. Фізичні методи аналізу, визначення в'язкості. Температура замерзання вина. Хімічні властивості вина, методи їх дослідження. Відомості про склад вина. Визначення вмісту цукру, масової долі етилового спирту.
курсовая работа [530,6 K], добавлен 10.11.2014Дослідження високотемпературного окислення і масотеплообміну металевих дротиків та часток з урахуванням випаровування оксидної плівки, конвекції та стефанівської течії на їх поверхні. Складання математичної моделі теплообміну вольфрамового провідника.
реферат [191,3 K], добавлен 10.07.2010Теоретичні відомості про полімери та їх переробку, технологія одержання плівки методом екструзії з роздувом. Механічні властивості поліетилену, методика їх вдосконалення. Характеристика сировини та готової продукції, норми технологічного режиму.
курсовая работа [230,1 K], добавлен 11.12.2010Кристало-хімічні особливості та фазові перетворення напівпровідникового кремнію. Механізми мартенситного перетворення. Особливості розчинності домішок. Взаємозв'язок між енергією зв'язку і зарядовою щільністю для міжатомної відстані кристалічній решітці.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 25.03.2014Лазерная технология. Принцип действия лазеров. Основные свойства лазерного луча. Монохромотичность лазерного излучения. Его мощность. Гиганский импульс. Применение лазерного луча в промышленности и технике, медицине. Голография.
реферат [44,7 K], добавлен 23.11.2003Магнітні властивості плівкових матеріалів, феромагнітне і антиферомагнітне впорядкування. Експериментальне виявлення і вивчення гігантського магнітоопору, методика і техніка експерименту та отримання тонкоплівкових зразків. Магнітний коефіцієнт опору.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 28.03.2012Технологічна схема й параметри установки мікрофільтрації масла. Методика дослідження процесу мікрофільтрації масла. Режими робочого процесу мікрофільтрації відпрацьованих шторних масел. Дослідження стабільності технологічного процесу та його результати.
реферат [15,7 M], добавлен 19.03.2010Конструктивно-технологические особенности блока управления лазерного проектора. Определение коэффициента автоматизации и механизации операций контроля и настройки электрических параметров. Выбор метода изготовления блока управления лазерного проектора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 05.04.2013Властивості полімерних матеріалів, якість виробів з них та терміни їх експлуатації. Питомий поверхневий та об'ємний електричний опір пластиків. Діелектрична проникність та тангенс кута діелектричних втрат пластмас. Іскростійкість пластичних мас.
реферат [56,5 K], добавлен 18.02.2011
