Влияние межгранульных барьеров на свойства пленок окиси висмута Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

a-Si.H. Такое значение Eg не может быть объяснено за счет ее уменьшения при испарении водорода из аморфного гидрогенизированного кремния при отжиге. Согласно [3], отжиг a-5i:H при 500°С ведет к снижению Eg не более, чем на 0.1 эВ.

Таким образом, силицин является полупроводником с шириной запрещенной зоны я 1.6 эВ. Механизм проводимости вблизи комнатной температуры -прыжковый, а (Узоо -- 10 к Ом‘'см~\ Плотность делокализованных состояний вблизи дна зоны проводимости и потолка валентной зоны в таком материале линейно зависит от энергии.

К сожалению, в настоящее время силицин получен только в аморфном состоянии, и поэтому еще рано говорить о возможных его применениях. Однако если удастся получить микрокристаллы такого материала, то они, на наш взгляд, будут обладать уникальными свойствами. Можно ожидать, что в кристаллическом состоянии это будет одномерный полупроводниковый материал с солитонным механизмом проводимости, не имеющий себе равных в отношении высокой подвижности носителей заряда. Возможно также, что кристаллы силицина, состоящие из линейных атомных цепочек, смогут "работать" как система квантовых нитей, что важно для создания приборов наноэлектроники.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хохлов А.Ф., Машин А.И., Хохлов Д.А. Новая аллотропная форма кремния// Письма в ЖЭТФ. Т. 67. в. 9. С. 646-649 (1998).

2. Phillip F. Schewe and Ben Stein, Silicyne, a new form of silicon, Physics News Update, The American Institute of Physics Bulletin of Physics News, Number 388 (Story #3), September 3 (1998).

3. Машин А.И., Хохлов А.Ф., Колъчугин И.В. u др. Линейный аморфный кремний: свойства и влияние ионного облучения на процесс его формирования// Вестник ННГУ. Сер. Физика твердого тела. С. 112-124 (1998) .

4. Физика гидрогенизированного аморфного кремния/ Под ред. Дж.Джоунопулоса и Дж.Люковски; Пер. с англ. М.: Мир. Т. 1,2 (1987).

5. Tauc J, Grigorovici R., Vancu A. Phys. Stat. Sol., Vol. 15. P. 627 (1966).

6. Klazes R.H., van der Brock Bezemer J., Radelaar S., Phil. Mag., Vol.

B25. P. 377(1982),

УДК 621.382.315

Я.Ю. Гусейнов

ВЛИЯНИЕ МЕЖГРАНУЛЬНЫХ БАРЬЕРОВ НА СВОЙСТВА ПЛЕНОК

ОКИСИ ВИСМУТА

Азербайджанское национальное аэрокосмическое агентство,

370106, Баку, пр.Азадлыг 159, тел.: (8922) 621991, факс: 621738

Пленки окиси висмута нашли важное применение в электронике, например в качестве просветляющих покрытий для видимой и инфракрасной областей спектра, составной части многослойных интерференционных светофильтров, в мишенях передающих трубок, в керамических и пьезоэлектрических элементах и др. [1]. Расширение функциональных возможностей систем, содержащих Ві20з, выдвигает необходимость более глубокого и всестороннего их изучения.

В [2] нами были исследованы механизмы проводимости пленок окиси вис-

Известия ТРТУ

мута в зависимости от технологических режимов и температуры. Однако до настоящего времени ряд интересных и практически важных свойств этого полупроводникового соединения остается неисследованным.

В частности, длительное хранение образцов показало, что предыстория оказывает значительное влияние на электрофизические и фотоэлектрические свойства. Так, если В120з долгое время находился в темноте и не подвергался тепловому воздействию, то показатель а в люкс-амперной зависимости [Ф-~и' лежит в пределах 0,7-0,8, если же пленка освещалась в диапазоне интенсивностей 10' бВт/см2<1<10 3Вт/смх, то ая*0,3.

Длительное хранение образцов в темноте и наблюдаемое при этом увеличение их электрического сопротивления, по всей вероятности, связано с ростом высоты межгранульных потенциальных барьеров, вызванным адсорбцией кислорода.

Для выяснения этого предположения нами проведено исследование влияния процесса окисления межгранульных барьеров на фотоэлектрические свойства пленок висмута.

Термически напиленные пленки Вз толщиной 1-Имкм нагревали до 120°С в вакууме, а затем отжигали на воздухе в диапазоне температур 200-400°С в течение ] 50 минут. При этом проводимость пленок в зависимости от толщины уменьшалась от 10 до 100%. На полученных образцах исследовались зависимости фотопроводимости от толщины и температуры, а также электропроводность и ВАХ в интервале освещенности 500+75000лк. Относительное изменение фотопроводимости пленок с уменьшением их толщины увеличивалось в (0,5-1,6) раз.В спектре фотопроводимости наблюдался размытый максимум с полушириной Д«1эВ при энергии фотонов 1™~2,9эВ (рис.1). При повышении температуры отжига максимум фотопроводимости смещается в сторону высоких энергий фотонов на Д=з0,1эВ. а фоточувствительность понижается в 2-3 раза.

М'еУ)-----^

Рис.}. Спектральная зависимость фотопроводимости В12Ог при напряжениях 5 (1) и 100 V (2)

Исследование спектров фотопроводимости в зависимости от температуры отжига показало, что при повышении температуры отжига фоточувствительность несколько падает, а максимум фотопроводимости смещается в сторону больших энергий фотонов на Д«0,1эВ (рис.2).

Для выяснения роли межгранульных барьеров в механизме проводимости пленок В12Оэ использовался метод декорирования, основанный на том, что атомы малоактивных металлов при их осаждении на поверхность поликристаллических полупроводников конденсируются преимущественно на дефектах структуры, каковыми являются границы зерен, что приводит к изменению электросопротивления пленок.

6.0

А

4,0

<

ъ

I? 2,0

0

1,5 2*5 3,5

hv(eV)----

Рис.2, Спектральная зависимость фотotцншодимости пленок Bi2Oh ото* жженных в воздухе при температурах 473 (l)t 573 (2) и 673К (3)

Нами было проведено исследование электросопротивления пленок окиси висмута с помощью декорирования их атомами меди и сделано заключение: границы зерен являются потенциальными барьерами дли носителей заряда с приведенным вкладом в удельное сопротивление 6* Ш7Ом-ш.

Анализ ВАХ » рамках теории полупроводниковых бикрист&плов, содержащих межгранульные барьеры, при условии полного заполнения ловушечных состояний на границах зерен [3] позволил вычислить электрофизические параметры Bi\03; концентрация ловушек Na«!,7T018cm'\ подвижность постелей заряда 0,6см2/Вс, высота барьера <р$«0,3\>В.

ЛИТЕРАТУРА

* I. Петцомьд З.Л, Шишков CJL Параметры локальных состояний в шнких илеи-ках а'*В12Оз.//Ич», вузов СССР. Сер. Фшмкц. №?3293~79деп. Томск, 1979,

2. Efendiev Sh,M.t Agmiev A.A., Guseinov Уа. Yu. Nonlinear Current-Vo It age Characteristics m Me~Bi203-Me Structure. Phys, Scat. Sol.(a), 1989, v.l 16, pJ05-3I i,

3. Гольдман EM,, Ждан AT: Электропроводность полупроводников с межгра-нульиьши барьерами, //Физика и Техника Полупроводников, 1976. №10. СЛ 839-1845.

УДК 539.213+537.31 L322

А.В. Ершов, Н.И. Машин, А.Ф. Хохлов, И,А, Чучмай

ПОЛУЧЕНИЕ, ЛЕГИРОВАНИЕ И СВОЙСТВА АМОРФНЫХ ПЛЕНОК КРЕМНИЯ С ИЗОВАЛЕНТНОЙ ПРИМЕСЬЮ ГЕРМАНИЯ

Нижегородский госуниверситет или ПЛ. Лобачевского,

603600> г, Нижний Новгород, Россия, тел,: (8312) 656475* e-mail: ersho vypphys* итг. run net г и

Введение. Ранее нами [1-5] было обнаружено явление снижения плотности локализованных состояний (ПЛС) в щели подвижности "безводородного1' аморфного кремния (a~$i) при изовалентном легировании германием. Пленки a-SiGe получали методом совместного ионно-плазменною распыления и методом ионно-лучевого легирования пленок a-Si германием.