Оптоэлектронные свойства светоизлучающих кремниевых структур

• Автор: Каменев, Борис Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Содержание
Список часто используемых обозначений и сокращений
Введение
Гл.1 Обзор литературы И
1.1 Основные виды светоизлучающих кремниевых структур
1.2 Структурные и оптоэлектронные свойства пористого кремния
1.2.1 Получение и структурные свойства
1.2.2 Теплофизические свойства
1.2.3 Оптоэлектронные свойства
1.3 Свойства ионов Ег3+ в кремниевой матрице
1.3.1 Ионы Ег3+ в матрице монокристаллического кремния
1.3.2 Ионы Ег3+ в матрице аморфного гидрогенизированного кремния
1.4 Процессы, происходящие при взаимодействии интенсивного лазерного излучения с полупроводниками
1.5 Выводы из обзора литературы и постановка задачи
Гп.2 Методика эксперимента
2.1 Подготовка образцов
2.1.1 Монокристаллический кремний
2.1.2 Пористый кремний
2.1.3 Аморфный кремний
2.2 Регистрация ПК и ЭПР спектров
2.3 Измерение фотолюминесценции
2.4 Регистрация динамики поглощения на
свободных носителях заряда
2.5 Измерительные ячейки
2.6 Облучение образцов мощными лазерными импульсами

Гл.З Исследование оптоэлектронных свойств пористого кремния
3.1 Влияние состава поверхностного покрытия на фотолюминесценцию монокристаллического кремния
3.2 Образцы пористого кремния
3.3 Влияние поверхностного покрытия пористого кремния на его оптоэлектронные свойства
3.4 Рекомбинационные процессы в пористом кремнии
3.4.1 Модель
3.1.2 Температурные зависимости амплитуд сигналов фотолюминесценции и ИК поглощения на свободных носителях заряда
3.1.3 Временные зависимости сигналов фотолюминесценции и ИК поглощения на свободных носителях заряда
3.1.4 Влияние диэлектрических сред на амплитуды фотолюминесценции и ИК поглощения на свободных носителях заряда
3.1.5 Кинетики сигналов фотолюминесценции и ИК поглощения на свободных носителях заряда от пористого кремния в диэлектрической среде
3.5 Модификация оптоэлектронных свойств пористого кремния
3.5.1 Влияние дейтерия на процесс естественного окисления пористого кремния
3.5.2 Моделирование процессов нагрева и плавления полупроводников мощным лазерным излучением
3.5.3 Лазерно-индуцированное дефектообразование и плавление монокристаллического кремния
3.5.4 Лазерно-индуцированное дефектообразование и плавление пористого кремния
3.6Выводы к главе

Гл.4 Процессы релаксации электронного возбуждения в аморфном гидрогенизированном кремнии, содержащем ионы Ег3+
4.1. Образцы а-81:Н<Ег>
4.2. Корреляция фотолюминесценции с концентрацией «оборванных связей»
4.3. Влияние температуры на фотолюминесценцию а-8кН<Ег>
4.4. Кинетики фотолюминесценции
4.5. Модель релаксации электронного возбуждения в аморфном гидрогенизированном кремнии, содержащем ионы Ег3+
4.6. Выводы к главе
Заключение
Литература

образца был выбран плавленый кварц (Si02). Содержание водорода, определяемое методом инфракрасной (ИК) спектроскопии (путем интегрирования полосы поглощения 630 см'1), составляло 2-9 ат%.
Все образцы аморфного кремния перед проведением измерений прогревались в вакууме при температуре -500 К с целью удаления с поверхности слабосвязанных молекул.
2.2 Регистрация ИК и ЭПР спектров
Измерение ИК спектров осуществлялось с помощью ИК-спектрометра Perkin-Elmer Spectrum RX 1 в диапазоне 200-4000 см'1 с разрешением 1 см'1. При регистрации ИК спектров в вакууме использовался ИК спектрометр Bruker IFS ПЗУ. При исследовании образцов por-Si измерялось прошедшее сквозь образец ИК излучение. Наблюдение ИК спектров поверхностного покрытия с-Si проводилось в режиме многократно нарушенного полного внутреннего отражения.
ЭПР сигналы от исследуемых образцов измерялись стандартным ЭПР-спектрометром PS100.X, в Х-полосе (9.45 ГГц) при чувствительности не хуже К)" Спин/Гаусс. Полученные сигналы подвергались математической обработке, позволяющей получить абсолютное значение концентрации спиновых центров. В качестве эталона использовались ионы Мп++ в соединении MgO. Эксперименты проводились при комнатной температуре.
2.3Измерение фотолюминесценции
Измерение ФЛ осуществлялось на автоматизированной установке СДЛ-2, реализованной на базе монохроматора МДР-23. В качестве приемников излучения использовались ФЭУ-136 с постоянной времени т~1 мке для регистрации в видимой области спектра; InGciAs фотодиод и фотосопротивление на основе InGaAs для измерений в ближней ИК-области спектра. Фотосопротивление на основе InGaAs применялось для наблюдения стационарных спектров ФЛ; InGaAs фотодиод с постоянной времени -100 не — для регистрации кинетик ФЛ.