ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ФНКЦ РР |
||
Кремний вследствие своей непрямой электронной структуры является очень неэффективным излучателем света даже при температурах жидкого гелия. В последние годы было разработано несколько методов, позволяющих улучшить эффективность излучения света структурами кремния. Все они базируются на изменении правил отбора в k-пространстве и тем самым изменяют непрямую природу этого материала. Примерами тому служат SiGe, или ансамбли кремниевых нанокристаллов. Самый большой выход оптического излучения кремниевых нанокристаллов, которого удалось достичь, составляет 50% и это сравнимо с прямой структурой ансамблей квантовых точек. Однако при переходе от объёмного полупроводника к системе отдельных нанокристаллов существенно меняются факторы, определяющие рекомбинационные процессы в таких объектах. Во-первых, растёт роль поверхности и связанных с ней электронных состояний дефектов. Во-вторых, носители заряда оказываются локализованными в ограниченной области пространства и не имеют возможности свободно взаимодействовать друг с другом. В результате зависимость люминесценции нанокристаллических и пористых полупроводников от интенсивности накачки будет отличаться от случая объёмных материалов. В настоящее время всё больший интерес у исследователей вызывают кремниевые нанонити. Нами были получены кремниевые нанонити различной длины и с диаметром 20-200 нм. Согласно данным электронной микроскопии на поверхности нитей обнаружены кремниевые нанокристаллы с размерами 3-5 нм. В связи с этим исследование рекомбинационных процессов в ансамблях кремниевых нанонитей представляет очень интересную задачу для фундаментальной науки, на исследование которой и будет направлен данный научный проект.
Планируется получить данные о структурных и оптических свойствах кремниевых нанонитей, а также оценить времена и скорости излучательной и безызлучательной рекомбинации фотовозбуждённых носителей заряда в данных структурах. Из-за сильно развитой поверхности ансамблей кремниевых нанонитей на первый взгляд кажется, что в них будет сильная поверхностная рекомбинация носителей заряда из-за большого числа поверхностных дефектов. Однако есть предположение, что, зарождаясь внутри кремниевой нанонити, носителям заряда будет невыгодно по энергии идти к поверхности нанонити вследствие проявления квантового размерного эффекта в нанокристаллах кремния на поверхности нитей и заряд будет стекать в подложку кремния. Поэтому поверхностная рекомбинация может полностью отсутствовать и время жизни излучательной рекомбинации носителей заряда будет сравнима с временем жизни в кристаллическом кремнии. Данный результат будет весьма интересным в связи с тем, что, имея очень неоднородную поверхность с большим числом дефектов, поверхностная рекомбинация не усиливается, а наоборот ослабевает. Носители заряда дольше живут в исследуемых структурах, что может быть использовано для повышения эффективности КПД солнечных батарей или конструкции новых элементов для фотовольтаики.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Исследование процессов рекомбинации фотовозбуждённых носителей заряда в ансамблях кремниевых нанонитей |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Исследование процессов рекомбинации фотовозбуждённых носителей заряда в ансамблях кремниевых нанонитей |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".