Морфология и электрофизические свойства фоточувствительных слоев на основе PbS

• Автор: Мохамед Хемдан Сайед Хамед
• Шифр специальности: 01.04.10, 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ

1.1 Фоточувствительные слои на основе PbS

1.2 Роль кислорода

1.3 Основные параметры ФЧС

Постановка задачи

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ, ОБРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЙ ФОТОЧГУВСТВИТЕЛЬНЫХ СЛОЕВ

2.1. Измерение фотоэлектрических параметров и характеристик

2.1.1. Автоматическая система электрофизических измерении ASEC-03

2.1.2. Установка для измерения фотоэлектрических параметров
2.1.3. Установка для снятия спектра плотности мощности шума
2.1.4. Установка для исследования спектральных характеристик
2.2. Термообработка исследуемых фоточувствительных слоев
2.3. Исследование морфологии и структуры ФЧС
2.3.1. Электронная и ионная микроскопия
2.3.2. Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопии
2.3.3 .Электронно-ионный микроскоп Helios NanoLab
2.3.4. Растровый электронный микроскоп VEGA II SBU
2.3.5. Просвечивающие электронные микроскопы Tecnai G2 20 TWIN и S/TEM Titan 80-300 (FEI, СИІА)
3. ИССЛЕДУЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ
СЛОЕВ (ФЧС)
4Л Исследование электрофизических свойств ФЧС
4Л.1 Исследование температурной зависимости сопротивления ФЧС
4Л.2 Результаты БЬТв
4Л.З. Результаты исследования СПМШ ФЧС
4Л.4. Результаты исследования спектральной характеристики ФЧС
4.2 Исследование морфологии поверхности фоточувствительных
слоев
4.2.1. Применение сканирующей зондовой микроскопии
4.2.2. Применение растровой электронной и ионной микроскопии для исследования свойств ФЧС
4.3 Исследование состава ФЧС
4.3.1 Исследование состава ФЧС с помощью энергодисперсионного анализа
4.3.2 Исследование состава ФЧС с помощью рентгеновской
фотоэлектронной спектроскопии и оже-электронной спектроскопии
4.4. Исследование фоточувствительных слоев с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения
4.5. Обсуждение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
постоянная Больцмана (8,617*10 5 эВ/К);
- постоянная Стефана-Больцмана (5,667-10‘12 Вт-см"2-К'4); - темновая проводимость структуры;
АСМ - атомно-силовая микроскопия;
АЧТ - абсолютно черное тело;
ВАХ — вольт-амперная характеристика;
ГУ - глубокие уровни;
ЛАХ - люкс-амперная характеристика;
ГРШ - генерационно-рекомбинационный шум;
ИК — инфракрасный;
КПД - коэффициент полезного действия;
КСГІ - кислородосодержащис примеси;
СПМШ — спектральная плотность мощности шума;
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия;
СЭ - солнечный элемент; :
ФГ1 - фотоприемник;
ФЧС — фоточувствительный слой.
кислородсодержащие фазы, как РЬО, РЬ02, РЬ804, РЬ0РЬ804. Эти же фазы (возможно, и некоторые другие) присутствуют и в химических слоях. [59].
При разработке технологии для формирования матричных фотоприемников «смотрящего» типа необходимо обращать внимание на размеры зерен ФЧС, поскольку по данным, приведенным в [78] при уменьшении среднего размера наночастиц пленок ширина запрещенной зоны Ее увеличивается от 0.85 до 1.5эВ, что больше ширины зоны крупнозернистого РЬЭ, равной 0.41эВ.
На кафедре полупроводниковой электроники НИУ «МЭИ» исследованию свойств ФЧС на основе РЬв уделялось большое внимание [79]: исследовались электрофизические и фотоэлектрические свойства серийно выпускаемых фоторезисторов. При этом особое внимание уделялось спектральной плотности мощности шума этих приборов [80-82]. Имеющееся в то время па кафедре оборудование (сканирующий электронный микроскоп РЭМ В8-300 с увеличением до 5000 раз) позволил исследовать поверхность исследуемых ФЧС «сверху», однако более детальное исследование структур стало возможным лишь на более современном оборудовании, что и изложено в разделе 4 настоящей работы.
1.3 Основные параметры ФЧС
В связи с тем, что в настоящей работе наибольший интерес представляет инфракрасная (ИК) область излучения Солнца, для исследований ФЧС использовалась установка с источником излучения типа «абсолютно черное тело (АЧТ)» (подраздел 2.1). Особый интерес представляли следующие параметры и характеристики:
1. Интегральная чувствительность фотоприемника (ФП) к немонохроматическому излучению определяется как отношение изменения электрической величины на выходе ФП, вызванной падающим на него