Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію
The results of researches of photophysical processes in 2D macroporous silicon structures are presented. We have studied photoconductivity and absorption of these structures in near infrared range which define fimctionalities of the materials.
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Online Zugang: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/377 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291501056425984 |
|---|---|
| author | Ivanov, V. I. Karachevtseva, L. A. Lytvynenko, O. A. Parshyn, K. A. Stronska, O. J. |
| author_facet | Ivanov, V. I. Karachevtseva, L. A. Lytvynenko, O. A. Parshyn, K. A. Stronska, O. J. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "V. I. Ivanov",
"institution": "Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України"
},
{
"author": "L. A. Karachevtseva",
"institution": "Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України"
},
{
"author": "O. A. Lytvynenko",
"institution": "Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України"
},
{
"author": "K. A. Parshyn",
"institution": "Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України"
},
{
"author": "O. J. Stronska",
"institution": "Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України"
}
] |
| author_sort | Ivanov, V. I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | The results of researches of photophysical processes in 2D macroporous silicon structures are presented. We have studied photoconductivity and absorption of these structures in near infrared range which define fimctionalities of the materials. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:36Z |
| format | Article |
| fulltext |
I
!
{
d
j
j
j
УДК 541.0|3+621'Зl5
IIoBЕРхнoC TнЬIЕ' яBЛЕ II ИЯ B.цBУI\,IЕРнЬIх
C тPyI{TyРAх lvIAкPoшo P plС ToгО [{PЕNI ъ|ИЯ
B.И. Ивaнов, Л.A. Карa.rевцеваo o.A. Литвиненкo, К.A. ПapIшин,
Е.Lt. Cтронскaя
Инcmumуm фuзuкu noлупpoвоdнuков 1'!J||. B.E' Ilаu,tкаpёва IlАH Укpаuньt'
03028, Укpаuнсl, z. Кuев, np. I{аукu, 4], е-mаil: lskаL@Бp.kirу-цa
B cmаmье npedсmавленьт peЗуJlьmаmы no norrуч'енl'пo dвумepньlх сmpуКmуp
fu4аryponopцcmОеo кpentнuя с |rаrlonorpurnuЯ:I4u. Irpuвеdенъt uсcлеdoванl,lя, фomoфuзuнескuх
npОцесCoв в шaкuх сmwКmwсш, в чаcmнoсmu фоmоnpaвoduлeoсmu u nОeJЮщеt'uя в
блuэюltей ?IК.о6лаcmu cnеl{mpa' КomОpьtе onpеdеляlоm функцuoнал-ьньlе. вОЗ.цdoЭrснОcmu
J1\аmеpuсulа dля фopлlupoванuя фoпloпpцелnньlх u бoлoмеmpuческllх элrме|Ilnoв.
BвеДецие
Интеpес к ДByiuеpI{ЬIМ сTpJктypaм Мaкрolloристoгo КреМIrия BьIЗBaЕ тrМ, чTo oIIи
яBJIяIOTся IIOPсЦекI]I{BIIьIМ МaTrpиaцoп,{ Дnя paзрaботки излучаTеJIь}IЬDI' фoто. 'у7
теплопpиёмнъrx yстpойств [1]. Это сBяЗсtЕIo c BoзМо'сIOсTЬIо }lЗгoтоBJIетIия сTрy11yp с
необxo,щlмой геометpией блaгодaря кpIIстаJLтIической aвизoтpoлтtи Bf, oo й"-й"'
liсIloлЬзoBaтЬ метoДЬ] IljlaЗIr{oхi]tNltиЧеск0гo lp€lBЛе}II]rя. Irизкcтеь.rпepalyрIlЬD( гaзoфaзньос
pеaкший и деrшевьй пpoцесс фотoэлектpoХllМичесI(oгo TрaBЛенбl [3]" УстройсТBa нa
oсIioBе ,цв!ъ{еpньD( кpеМниеBЬIx сTрyсгy] ьrогщ бьrгь исIIoлЬзoBaньl .цJlя ЭкoлсlгI{ч€скoгo
il,toitl.IТopинГa окpyжaIощей сpе.ЦьI, диaгIIостики B ме'циI{иItе' кollТponя IlpoиЗвolIстBеI{I{ьIх
IIрoцессoB B прoмЁпп цеIlIIoсTи.
B дalrнoй pa6oте IIpr.цcтаBлrEьi pезуnьтaтЬI исcлеJ]oB.lIlий фотoпрoвo/{иМосTи I{a
стp}кlYpax Макpoпopистoгo Itp9N{HI.lя и IIoгЛoщеIIия в блитстей ИК.об-цaсти сПrlffрa.
Фотoэлeкгpoxиlиичrский пpоцесс фоpьtиpoвапI{я п{акрoIIoр
oсобеннoсти теХIloлoгии IIoJIyчения.цBy}tеpIIЬIx сTр}кTyp I]pr,ЦсTaBЛеIrьr в [4, 5]. B
ЧaсT}IoсTи' пaми pазpaботаrra дифyзионнo-дpейфoBa.'I мo.цеJIЬ IIроцrссa фоpмиpовaния
п4aкpoпoр B кpsмЕии" с yчrToM кoтоpoй МеTo.цoМ фотоaнодного тpaвления бьшrи
иЗгoтoBлеIIЬI стр}кTypЬ' }-Iaкpoпopистoгo кpel,Ilrшt с llrpиo,циuескI.rшr (pиc, 1 а) И,
пpоизвольньrм paсПoлоx(е}lиrм цIilII'I{ДpI.ttIескиx I!{aкрOIIоp (pис. 1 6).
c ) Ф
P*tc. 1. fiвyмерньrе фотонньrе сTрyктyрьI I\,'€lкpoIIoрисToгtJ креh,fl.иll
Пaвеpхнacmь. 2009. Bыtl, l (16). С' ]93 * I99
19з
Cщ1ктypьr фopмиpова.пись IIa плaОтиI{.lх кpеМниЯ fI-TИПa пpoвo,циМосTи {)
y,цсльЕЬш\4 сoпpoтивЛеIlуIa|r 2,0-5,0 oм.см, оpиеIIтaцией (l00) и толтцинoй Цopядкa
300 мкм. .{,тя пеpиoдтяeскID( сТpyкTyp ЗaTpaBo1IньIr ямкI{ 'гpaBлеIrия сo3,цаBz}JIись с
tIpиМеIIеIIиrм фoтоrпатoгpaфии I{ IlЛЕlзмoxиIllиIleскoгo тpaBjIrIIия. Пеpиoд таких сTpyктyp
сoсT€lBJulJI 4 или 8 МкI\,l и оIIpедеJIяJIсЯ литoгpaфитеской мaскoй, .цlraмsТp пop Пpи этoМ
сoот'tBIIяЛ 3 и 4 tикм сooTBеTсTBеItIlо. ДЛЯ IIеIIеpиoJц{чrских сTp)-lff)? IIopьI
фоpмиpовaлиcЬ Еa IIoJI}ц)oBz}IIEoй пoвеpхнoсти с.гrraйцьшl обpaзoм с paсIlpеделеtlием
Диa}4rTpa lrop' IIpедст€IBлеI{IIЬIм Еи)I(е.
Tаблццa. t(oиB
.I[иaмеm IIoD" мкм I 2 J 4 5 6
Coдеоxсaние. Иo I 6 l 5 7A 6 2
Глyбинa мaкpоПop oпPrдеJUшaсЬ BpсмеI{rм Тp€lBлеrrшl пpи пoстoянной ^скopocTи
0,5 пrш/мин [3] и достигarra 250 мкм' flшoтlrостъ пop сocTllвЛялa llopядкa 10n см-..
Фоpмиpoвaние llaнoпoкpьlтий и фотошpoво,цЦl}lorть gтpуIсryp мaкрollopl{сToгo
кpепrIIIrя
Фyнкционaльные BoЗмo)шIoсти мaщpoцоpистoго h?е}rlrия oПpr'цrJlяIоТся I(aк
геoмещией макpoпоp' TaI( и Ilpиpoдой пaнoпoкpьrгкй нa цx пoBеpxнoсти. Haми бьrгпr
paзpaбoтaньr TrхIIoЛoIии изгoтoBлrния' oIIpедеЛеньI oIITимIIJIьIIьIе pеxсимьr фоpмиpoвaния
и IIonуIfiIЬI стpyкТypьI l\{€lкpoпopl{стoгo щpемIIи,I с нaцoПoцрЬIти,Iми Ь{икpollopисToГo
кpеt{IIия' ol(си.цa кpемIIия (Sioz) a тaкже кapбидa кprмIIи;I (SiC), сфopмиpoвaнI{oгo
tt{gтoдоt\{ IIизкoтеItпrpaTypньD( гaзoфaзньпr pоаlсдий [6].
Покpьшия IIеpBoгo I,l Bтopoгo TIIIIa мoГyг бьrгь соз,цar,.ьr непoсpе.цсTBенIro Bo Bprмя
Элек1pоxимическoгo llpoцсссa. Формиpoвaние I\,IикpoпopaсTьD( сJIoеB I{a сTеHкax
мtlкpoгloр пpoисxo,ш{т B ycJIoBI{,гх бо.пьrцой шIoтltoсТи Toкa пopядкa 40'{0 мАlcМ.' Тoгдa
кEtI( дJIя фоpмиpoвa:тия в кpеМIIиIi тoJtЬкo N{aкpoпop сpеДнeе зIlaчеI{иe IIJIоTII0сти тoкa
сoсTtlBJiяет 20мАJсм,. B сooтBеTсTвии с Д€IIIIIьIмII скалп,rpyrощей элeкщоннoй
мицрoскoIIии IIpи rrизкoй плoтIIосTи тoкa 40_50 мA/см. нa стеI{к€lх м€lкpoпoр
фоpмиpyrотся слolr мищpolIорисТ,oгo крeмнll:l тo'тпцинoй до f00 нм с .цprвoви,ц,нoй
стpyкrypой. фи бoлее BЬIсокoй плoтI1oсти токa 50.б0 мАlсм, cлoII мltкpoпopЕсТoгo
кpемEия фоpмирyrотся болеr тoнкими' TSJIщиI{ой др 250 нм без д1rевовидlrой
сщyкт1pы [7].
,{aпньIе инфpaщaсной сшектpоскoпш [8] IIoдTBepдиJIи' чтo сЛoи нa troвrpшloсTи
Мaкpolroр сoдep}кaT гI,IдpидьI, оксидьI и opгaЕичrские сoедIlЦeпиjt пoдoбнo IIJIoским
мI,I{p6IIopистьIld слoям. Интенсивньrе IIики IIoгJIoщrЕия нa .цJI}lЕ€lх волlr 465 и 650 см-l,
кoтopЬIe сoотвrTсTByIоТ кpемвий-кpeмниeBьIlu сBязяI\{' ЦpоЯBJIяIоТся блaгoдapя бoльIшoй
общeй ПоBepxносTи I{llIIoпoкpьIтия. Посrrе обpaботки в КoH, кoтoptlя IIpoBo.цктся .IIJIя
y.цajlеIfl{Я прoДyкTоB p€aкции' IWri(pопopисTьIе слoи Пpzlктинесltи пo;rностьlo
сTpaBJIиBa}отся.
Cтpyктypьl МaкpoпopисToгo кpеI\{ЕI{я' изгOтoBJIеIIIIьIе IIpи IIизкиx знaченил(
}IaЧa[ьIIoгo нaцpЯlrcIlия' пoолe тp{tвJlrния'в KoH сoдrр)кaт' гJIaBньII\л обpaзом, пrтки Si_o
и кpемтrий-кpемниeBъ,D( сBязей. Cщyктyрьr, изгоToвJIеIIньIе IIpи нaчajlьrtoм EaIIpfiI(rЕии'
бoльrпем 1 B, сo,цеpxtaт более .интенaиBнЬtr пшll Si_o B сooTBетстBrrи с реаrщией
zlIIoдIIoгo oкислепия кpемIlи,I, т.о op,вoди.. к фopмиpовaниIо oксидa I(ремIIIIя толщиной
дo 100 нм.
Cледyет oТ1\{етl1Tь' тгo пoвrлrшrвньrЙ иIlТrprс к IIoJгyчеЕию I{ изyчеIlию сB0йсTB
IIиTеBиД{ЬD( нaEoсTр),кTyp кapбидa кpемIIия сBЯзaI{ I{е ToJIькo с rгo IIoltyпpoBoдEикoBьIми
свoйg1BaМи' нo и с BЬIcoкoй IIрott{осTьIo IraIIoЕиTей и ншlотpфок кapбида кpемIrия.
194
Paзмеp и моpфoлогия микротpyбoк каpбидa кprмния сy.цесTBеIlЕo ЗaBl{сЯт oTТеМrтеpaтypЬI фоpмиpовaния пot(pЬ]ти;l t6]. фи onp*д",""*l*--p"*"*u* иХ диatfеТрмo)кеT lloсTиГaтЬ l0 мкм. Тaким oбpазом,,цвyМерньI€ сTpyк'ypЬI lt{aкрoгIopистогo кpемI{и,Iп{oгyт BьrсT}iIIaТЬ в каЧестBr п,faтpицьI Для фоpтltирoвa[rия }"fиItpo.гpyбок карбидa кpеI{I{I{я.Paссмoтpенньiе ЦalтoцollpьIтия, изМеItяЯ хи]\{ическyt* Пp!iрoд{y, cтpyктypy \4мoрфoлогиlо N-{aкpoll.р'
!oздадот геTеpoпrpеxо,ц }ra |pa}r}il{е ,лaI]oпcItpьITт{е * r.рeмний',,котоpьrй BJII4ЯеT нa фотoфизиЧеские .'poц".",, B l{By}'еp}rьгх струкTypaх п{aкрoгIopиcтoгoкремния [9].
Пpи из1,.lепI{ir сI]екTpaцьной зaвисцшtости фотoпpoBoДиI\4oсTи B Макpol]oристьD(кpеп,!I{иевЬtХ стpyкTypaх ЭItспсDиIиеЕ[Taпьпо бьrло yстauoвJlеIlo [lC], vто сигнaЛ в oбластизoltа.зoi{ногo ItoглoilIеEI',,Я сBеT.a гIpеBосxoдI-IT сI{гI{aJт д.ЦЯ Мa}roкрpIстадлической .IoД-qoхtкив 30 pаз. Зaвисиirяость Brличи1lь1 Мaкси]!,1y}4a сIiгIIaЛa сriекTрa фотопроводиМoсТи oтpaссToяIiI{я l{rя{дy Мaкpоцolaми (a - Dp) имеет наибоJIЬllIее Ъ,,u*"""* Т]ри paсстoяHииМеЖ.цy пI&Itpoпopaми 2 мкм (a _ пеpиод I\4aкрoIIoрисToй стp.vктуpьr, Do - лиaметp пoр).B Г11l бьrлo paсcт\{отреI{o теopеTически т4 ЦоllтBеpЯ(Деiio ЭксгlеpиьдеIiTa[ьЕioyBеnI{чеItие лaтеральной фoтопpовод,tlЦос'г'l B гIериoДическиХ сIpyк'rуpaХ B зaBисиМoсTиoТ рaзl4еpa цилинДpиЧrских Мaкрot]op и инBерсии ПpoBo,циМoсTli rta грaнI,IЦr сiopa *кpемний>, т'е. B слoе Шоттrси. С1емa йu*.p*,.* .IIеKЕроB фoтопрoводиl\4oaти и МетoДI,{кaэItсIIеpиМеIlТoB otIиоaIJЬI в [1 i]' oтметprм ТoJlькo' чТo oМI{Iiескtrfе кoнтaкTьiIt/монокpистa,rл n-Si и h/мaкpопopa rr-Si с ilеpехоДнЬIllt соIтрoтlIBлrЕI rцeм 4_.1О0м'см2бьrrit создaньI теpМиЧеским 0са}I(ДеI{иеA{ иI{Диlt в 4-зондовой кoнфиrypaции. PaсстоявиеfuIrжДy кoнTaкTaМи сoстaB,тяЛo 4 ммГ121"
Для исс.Т'еДCBa'{I{ьIХ
"u*,,n
-.qo3*,yp
Ldaкрol'оpисTогo i{pеnания B диaII€lзoI{етrn,{IlrpaТ}р 77*з0a К то;пцинa слоя lIIoттки э,я * 1 цo* Jl1''.
()
*
v t <
n
1.0
I . э
u - й . *
l l l +
Pис.2. Темновoе сoIIрoTиBJIfi{ие, рaссчиTuo"o" *" сTр}.кTyрЬI с гIrpио.цItчr кKI4NIИI'{aкpoпоpa}Il4, IIpеДстaBлrнной на всTaBке (сплoйая
-
Ы'^" * TOЛщиr.Ia сЛ0яIlIoттки 1 мкм, п,тrктиpнaя * слой Шоттки отсyтствyет) пpи T = 300 К.
flля рaсuетa тeмцoвой IIрoBo.цI4i\{осTи и фотoпрoBoдиN{oст}i в пеpиoдитескoймакpопopистой кpеьrниевой стр}T{Tyре бьrдa pассМoTрrIIa эДrмrl{Tapнaя я.rейкa,Irре.цстaBJIеI{I{ая нa Bстaвке ptlc.2. Тeмrrовое сoЦрoТиBлеtiи. с,гpyкTypЬI бьlло огlpеделенокaк ПoсJIедoBaTельI{oе сo{IpoТиBl!еItие lvIaщpoпoриОтoгo сдoя и йooo,.p,",3;,лlтдескойпoД.]lo){tки. Кaк виднo из гpaфикa (ултc' 2j, теМ}lo*or сoПpoтиBлеArие мaкpопopистой
т-
1
кpеМ}Iиевcй cтр},ltTypЬI }ъr.тIиrшBarTgя c yмеIIЬIIIеIIиеМ paсстoятIlrя Ме)I{дy МaкpoПopaNlи'
пpичем болeе pезкo B сЛyчaе }raличия слoев ШIотrки, чTo ХoрolЦo сoглaсyrTся. с
ЭкспrpиМеIlTaЛьIlЬIми .щaнньIмI.I.
Уведичение фoтoпpoводиМосTи макpoпopисToГo кpемIlI,Iя opnp F,Q сpаBнеЕиIo с
фотопрово'циI\{0сTЬIО моI{oкрисTаЛЛ& ophb Kapaктеpизуrтся OтнoIIIеtlием oбщей Елoщa,ци
ПoBеpxI{OсTи Макpoilop к IUIoщa.ци IIoBrpкIoсти исхоДIIoгo L{онoкрисTаJII,tЧескoгo oбрaзцa,
кoTopoе зIlaчиTеЛьIlo бorrьrше е,циIrицьI I{ оПIIсьIBaеTсЯ сooтЕolшrниями [1l]:
( п*о-
| _ - ; L , а - D ">2w
ophp |
а .
- : ,
o t , h b | м о - а _ о .
| ; ; "
а - D n < 2 * *
гДeh_глyбинaшop.
Пpи комнaтнoй темпеpaтypr oшtоIiIеI{иr фотoпpовo,циМoсTи МaкpoпopиcTогo
кpемIIия к фотопpово,циМocTи lr,olloкpистaJlJla иI\,{еrT NI€lксиI\аyМ' кoгдa paссTояние Мsx(дy
пopitl{и paвI{яrTся y.Цвоенной ToлщI{Еr слоя lШоттки [1 l]. PaсueтIIoе зIIaчrIIие этoго
oТIl0пIrЕия B МaксиМyМе paBIIo 44 и xopoiшo сoглaсYеТся с эl(cпеpимrllта.пьной
величинoй 30.
Cогдaсно paссмoщенной ь1о.це:Iи oснoвной вЮla.ц в фoтопpoвo.цI,lМoстЬ
мaкpопopисToгo креl,tlrи-'l BII0сит l{o.цyJI'Iция пpoBо.циI\,{oсТи слoев IIIотгKи. BЬIзBaIilt.Ul
осBещеIlием. Пpи oсвещеIIии ToJIIJц{нa слoя 1IIоттr<и l{еньIше, чем B тrМIIoTе, чTo
сooTBеTстByеT }ъеЛI.rtIеtIиЮ электpоннoЙ ПpoBoдиI\4oст}l.
B pезyльтaтr IIрoBrдеItЕЬIх ЭксIIеpиМеIITоB и BЬIIIoЛIlеItIIЬlx paсчrTов бьlчо
ycтaI{oвJIсI{o [1i], тго фотопpоводимoсть мaкpопopptсToгo креп{I{и'I Аo: o"" - oe lt{оN{eT
'цocTигaТЬ 107o величaньl темновoй IIpoBo,цI{МoсTw {o-) Iiри иIIтеIIсиBI{OсTи oсBещеHиl{
1013-1015 квант/см2с, чТО I{a шopяДок Bе]IичиIIьI больrпе, ЧеNr ,цJIя М0Ir0крllсTi}л']Iическ0го
кpеnnlrия. Taкое релиuениe фотопpOвo,ЦиМосТи BьrзBaнo бoльrпой общей liJloщадЬro
пoBеpxIIoсти H I{aJIИtrием слоя LШотгки B IIpиIIoвеpxнoстной облaсти Мaкрoliop.
Oсoбешности I{К-поглoщения и болoметpинеские xapaктеprrстикIr сТpyкTyp
Iиaкрollopистогo креtllllия
.фrя двyмеplrьх мaкpoпopl'rсTЬD( кpе]\IHиеBьIх gTp}кTyp бьrли полуrеIIЬI сIIекTрЬI
IISГJI6щеIIIIя в ИК-диапазoIIr эл€кТpoМaгниТIlьD( BoЛI{, paсПpocТpal]яIolцихсЯ B,цоJIь
маJсpопop. B спектpaх и},fе€Tся IIIиpoк€Ul Iloлoсa с большим эффекгивIlьrм кoэффициeнтом
IloгЛoщеIlt.tя (300-500 см.'). Кpивaя оIтTIIческоIо поглoщrllиll cTpyкTyp МaкpoПopистoгo
кpе]vI}Iия имrет сT}.IIеIrчaTyIo фоpмy и oсцIIJIляЦии фис.3). Кpоме эToгo' изl\{еIIениe
oПтI{rlrскoгo IIoгJIoщrIIия сTpyкTyp мzlкpoПopисToгo кprl\4llия B дJIиIII{OBOJIноBOй oблaсTи
pacсмaTpиBaеМoгo диаnазoнa оIIрr,цел,lrTся зЕlкоHol!{ <<з|2>,. Tакая зaвисимocTь
oпprдrляеTся иЗMенеIIиеN{ мнимой ЧacTl,i диэлектpиuеской цpoтrицaеh4oсTи ДJIЯ
oIITичrскI{x IТерrxo.цoB l\{еxtдy IIриI{есIIЬ1Ми ypoBЕяI\,,и I{ paзpе]пеIII{ьIМи зotlаМи кpисT€tЛIla
B ЭЛrкTp}IчrокoМ IIoле (пpимесньй эЛeкщооIIтический эффект Фpaнla-Келдьгшa [13]). B
кoротковолнoвoй облaсти ollтиЧескor IIoглощеIlие мaкpollopистoгo кpемtlи;l
yl{rllьIilagтся Пo cTellrннoмy зaкoЕy <<-|l2>>. Это овязано с poстoМ мнимой 'raсти
.цI.rэJIекTpичеокой пpониЦarмoсTи по Зulкoнy <<3l2>> pl' с }ъ{еlIьIIIrнием пoглoще}1и'l IIo
зaкoцy (*2} ,цJUi Era[paBJI€ЕI{ьiD( I{ кBaзI{нaПpaBJIе}lIlьIх l\{o.ц' сфоpмиpовaннЬIх !Iа
мaкpoпopax и кpсМ}lиеBой мaтpице [13].
Тaкшц oбpaзo}{, фoтoфизиvсскими Ilpoцrссalvи, BьrзЬIBaIoщиМи бo;rьrшое
Цоглoще}I[lе элекTpo]\,rагIrиТItoгo изJryчeIIия в ИК.диaпазol{r дB}ъ{rpнЬIlt{и cТp)ктypaмIr
196
МaкpoПopистoГo кpеMIlия' ЯBJUIIOTся фopмиpoвaние BoJlI{oBo.цIlЬIx
.)-.lеiiТpоot]тиЧесl(,l
lt iи эффектaми.
.{rпанa BOлньI, L{кМ
l0
(а-I})n,,
500 1000 500i,
Bo.пновое .*.,{,. .' '
Pис.3. Спектpальнaя зaвисI4Moсть коэффициенТa rrОглoщrlIиЯ /]ByМеpнoй стpщтyрьl
мaкpoпoplrсToгo кpе\4I{ия.
C yчеToМ бo.цьtпого IIoглoтщеI{llя в блиясней ИК-облacтц нaN{и бьr,ra
пpедложепa Il4] и зaпa1.еIlтoBaI{a [15] кoнстpyкция Ito'\4lIaкTItьD( болометpитескиx
эЛrMrнToB IIa oсI{оBе стpyкTyp МaкрollopliсToго кpеМlllrя. ЧyвствитrJтЬнoсTЬ Taкoгo
TrITЛoвoгo пpиёмникa (0,8-1,2).10,8т/I! .lтo ЗнaчI.{T€льItо л)пilliе. чrМ B I{pе}4IIиеBЬIX
al{'шIoгax, a Brличинa шIYМa сocтaвJIяIет (2_5).l0-9 Blf.ц||z и oIIрr.цеJI-'iеТся ,ц)кoIlсОIтoвскиI,r
IIЦД\,1oМ' чтo в 10 paз Irижr }poвIr,l lllyМa B aмоpфrаoм и Пo'ГIикpиcтаJtJIичеcкoМ кpеI\4HиIl.
УвеличsЕие IIoгJIoUlеI{Iiя в ближней ИК-облaсти сrrrктpa B pезyЛЬТаT" p.й,,uu""
Ilpип{соt{oгo эффектa Фpaнцa'-Келдьrrшa обеспеЧI{BaеТ обнaрyxtительIIyю спoсoбнoсть
тахих бoломеTpиЧrclсlГx элепdrнToB ,До D* ^, 109 см.Гц1/?/Bт, нтo TaIОке IIpеBoсхo.IIиT
хaрaкTrpЦсTики aпaЛoгoB,
BьrвоДьr
,l
. Пoкaзaно, vто блaгoдapя бoльrшой общей IIj]oщаДи IIoBеpxHoсTи I{ II€lЛIlчI,тIo сЛoЯ
Шoттки B IIpиIIoBеpхI{остной oблaсти циJIиIrДpIаческиx Мaкpoцop фотoпpoвoДиI\,{oсTь
\{a.кpolТoрисToгo креN{Hи,I Аo: o"" - qz Мo)кеТ.цoстигаTь l0%о вели.iиньr темновой
llpoBo'циI{ocтп (o,)' ч'Io Ba Iropядoк BеличI{I{ьI больlпе, чеI\,r для
fuIoнoкplIсT€l'TJIическoГо кpе}4I{ия.
2. Устaнoвдецо' чTo II]ирокаЯ IIс!лoсa IIoГJroщения электpol\Дaгнитнoй волньr в ИК-
диaIIaЗoIiе сtlrкTpa с вьIсoкI.lM эффективньrм коэффициентoМ п9I'JISщеIII,тя явJТяеTcЯ
сле,lстBi{rм фоpмиpовaния BoJIlloBоДIlЬIХ Мoд B соЧетaнии с линейньlм
]jlектpool]Tическиl{ эффектом B.цByмrpнЬD( сTpyIrTyрaх МaкрoгIopисТOгo кprМIII,l,l.
]. Пpеlrоженa и зaПaTеIlтовaнa кoнстpyкциЯ кoМIIaктIlьо< болометpическиx ЭЛеМrItToB
нa oснoBе сTpyкTyp Мal(p0пopисToГo кprМния, кoтopajl с yчетoМ BьIcoкиx
коэффrщиентoв IIогJIoщriIи,I в бдижней ИК-oблaсти иМееT паpalueTpьI'
ПpеBoсхOдяIIIие ХapaкТrpl{сTlilкI{ aнaJroгoB.
мoД B сoЧrTafiии с
fl
Ф
n ! О-_г
^ 5Ф-
t) .{
v 1
t9'1
Литеparypa
l. C.П. Зимин. Пopистьlй кремний _ МaTери€uI с lloBьIМи свойcтваivfи ll Сopoc.
oбpaзoвaт. -2004' _Т. 8. - Ns 1. _ С. 10l _ 107.
2. Сrysta| oriеntation Dеpеndrnсe оf Мaсroporе Groц'th in n-Тypе Siliсоn / S. Rбnnеbеck,
J. Cагstеnsеn, S. ottоw, н. Fоli // Еlесtrосhеm. Solid.Stаte Lеtt. _ 1999. - v. 2. - N з._
P. 126 - 128.
3, Lеhmaлn V. аnd F6li H'. Formation mесhаnism and prоpеrtiеs of еlесtтoсhеmiсally еtсhеd
trenсhrs in n.typе siiiсоn // J. Еlесtrосhеm' Sос. * l990. - V. 137. _ N 2" _ P. 653 _ 659.
.4 Кapa.rевцsвa Л.A., Литвиненкo o.A., Мa;rови.lко Э.A.. CтaбилизaЦия пpoцесса
электpoхимиIlескoгo фopмиpовaния n4акpollop в n-Si ll Тeop. I{ эксIIериN{. химиlI. -
1998. _ T. з4. _N 5. _ с. 314 - з18.
5. ИсслеДовai{иr Ilpoцессa элеrФpоxиМI{чrскoгo фоpмиpовaнI{l{ МaкpоIlop в r<pемнии /
Л.A. Кapa.rевцевa, o.A. Литвиненкo, Э"A' Ма"тloви.rко, Е.И. Стpoнскaя // Teopeт. vl
эксIIеpиM. xиh{иll. * 2000. -Т ' з6. _ N 3. - С. |9з * \97.
6. ПapoфaзвьIr реaкЦIlи I\,IеI{Дy твеp.Цoфaзньtми кре1\{ЕиrМ и yглrpодoМ / A.И. Хapламoв,
H.B. Киpилловa, Л.A. Кapaчевцевa, A.A. Хаpлaмовa'// Теоpет. и эксIIеpим. xиMи,l. *
200З . - T ' з9 . -N 6 . -C ' з62_з67 ,
7. KаraсhеЙssva L.A.. Novеl maсroporous siliсon stгuсturеs as liф еmission and sеnsor
еlеments // Proсееdings оf SPIЕ - 2001. _ V. 4288. - P. 1,22.|29.
8. Кapaтевцевa Л'A., Литвиненко o'А., Cщонскaя Е.И. . ИсследoB.lЕие лoкaJIьIlЬD(
xI{мическIтx сoстoяrrиЙ B сТрyктyрax Мaкponopистoгo кprмIII]tя // Teop' и эксIIеpим.
xи}ll,lя. - 2003. _ Т. з9' _N 2. - C'77 -8|.
9. Surfaсе polaritоns in 2D maсroporоus siliсоn stnrсturеs / L.A. КaraсhеЙsеva, N.tr. Kагas',
V.F. onisсhеnkо, F.F' Sizov.// Int. J. Nanotесhnоlogy _2a06, _ v. з' _ N 1. - P. 76 _ 88.
10. Кyтовa зaлфкIiсть фoтопровiднoстi y ,Цвовимiрниx фотoнниx сTрyкT}?ax
МaщрollopисТoго кpеtllнiю / Л,^, Кapauевцевa, o.o.Литвиttевко, М'l. Кapaсь,
B.Ф. oнищенкo. i/ Фiзикai xiмiятвеpд. тiлa_ 2004._ T. 5. _N 2.-С.241-246'
1l' Photoсоnduсtivity in maсгоporоus siliсon with rеgulаr struсturе of maсroporеs /
V.l. Ivаnov' L.A. Karaсhеvtsеvа, N.I. Karas, o.A. LyГvynеnko, K.A. Pаrshin,
A.V. Saсhеnkо. // Ssmiсоnduсtоr Phys. Qtrant.Еleсtrоniсs еnd optoеlесtгоnics _ 2О07. *
v . 10 -N 4 . - Р . 7 2 - 76 .
|2' LЕlесtriсаl prоpеrtiеs of maсrоpоrous siliсon stгцсfui.е / .A. Karaсhеvtseva,
o.A. Lytvynеnkо, Е.A. Мaloviсhko, V.D. Sоbolеv, and o.J' Stгоnska. l/ Sеmiсonduсtоr
Phys. Quantum Еleсtrоniсs еnd optoеlесtrоniсs _ 2001. _ v" 4 _ N | ' _ Р. 40 - 43.
1З. Thr imprшity Frаrrz-Kеldysh еffесt in 2D phоtоniс maсroporоus siliсon struсturеs /
L.A' KaraсhеЙsеva, V.I. Ivаnova, o.A. Lytvynеnkoa, K.A. Pаrshin o.J. Strоnska l| Аpp.
Surf. Sсiеnсе. -2008. _ v. 255. -N 5. _P. з328 _ 33зl.
14' L' Bоlomеtriс сhаraсtеristiсs of macroрorous siliсon struсturеs / .A. Kaтaоhеt{sеva,
o.A. Lfiynеnko, Е.A. Мalоviсhko, V.D. Sоbоlеv, o.J. Strоnska // Semiсonduсtоr Phys.
Quаntum Еlесffоniсs end Optoеlесtоniсs - 2001. * v. 4 _ N з. _ P. 1 77 _ 1 8 1'
15. fl,aтент Укpаrни Ns80345, МПк (2006) G01J5/20 Н01oLы/a2, Л.A.Кapa.rевцева"
Ф.Ф. Cизов, IO.B. Гolтвянський, К.П. Конiн, o.Й. Стpовськa, К.A. Пaprшин,
o.o. Литвинeliкo, }I'еoxoлоджyвaний теппoпpиймaльций елемеIrт дJIя болoметpiв,
t0.09.07. Бюл. N 14.
198
SURFAсЕ РIIЕNOII4ЕNA IN 2D шIAсRoPoRОUs sш,IсoN
sTRUсTURЕs
V.I.Ivanоvo L.A. Karaеhevtsrva' 0.A. Lytvynеnko, К.A. Рarshyn,
o.J. Strоnska
V, Lаshkаryov Iпstitutе of semiсoпduсtor phуsics NАSU,
45 pr. Nаuki, a3028 Kуiv, Lkrаiпе, е-mаil: lqkДr(d]'iso.kiеv'uа
' Thе rssцIts of resеarchеs of photоp|tуsicаl processes iп 2D Исrcroporous silicoп
Structurеs аre prеsеntеd. Wе hаve studiedphotoсoпductiviф аnd аbsorption afihes" Struсtures
in nеаr iпfrаrеd rаnge whiсh dфnе funсtionаlitiеs of thе mаtеriаls.
IIOBЕPхI{Е'BI яBI,1щA у ДtsoBиMIРHlD( сTPУктУPAх
шtAкPoшОРис Toгo I{PЕMЕ{IIо
B.I" Iвaнoв, Л.A. Кapa.rевцева,0.O. Литвшrrrнкoo К.A. Пatrlurин,
o.й. CтpоllсЬкa
Iнcmumуm фiзuкu наniвnpoвidнuкiв ill. B.€. J\ашкаpьова IIА\I Укpаiнu,
03028, Укpаiна, z' Кuiв, пp' Hаукu, 4I, е-mаil: Йko,@t'p.ktq,.цq
Ilpеdctnавлeнi pезулъmаmu docлidэюень фomoфiзuчн|nс npoцеciв у dвoвua,tipнllх
cшpуК||lуpах лLaкponopucmozo кpелlнiю, ?oкpeJИс| фomonpoвidнoсnli mц noелu,аniя у6лuэюнiй ILI-oблаcrni спекmpу, якi вuзначаюmi функцoн*i"i'o"-uвoсmi маmеoiа,tv.
t99
i{
i
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-377 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:38Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/90/cb068a7781384f1a413862747df51690.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3772018-11-27T09:39:36Z Surface phenomena in 2d macroporous silicon structures Поверхностные явления в двумерных структурах макропористого кремния Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію Ivanov, V. I. Karachevtseva, L. A. Lytvynenko, O. A. Parshyn, K. A. Stronska, O. J. The results of researches of photophysical processes in 2D macroporous silicon structures are presented. We have studied photoconductivity and absorption of these structures in near infrared range which define fimctionalities of the materials. В статье представлены результаты по получению двумерных структур макропористого кремния с нанопокритиями. Приведены исследования фотофизических процессов в таких структурах, в частности фотопроводимости и поглощения в ближней ИК-области спектра, которые определяют функциональные возможности материала для формирования фотоприемных и болометрических элементов. Представлені результати досліджень фотофізичних процесів у двовимірних структурах макропористого кремнію, зокрема фотопровідності та поглинання у ближній ІЧ-області спектру, які визначають функціональні можливості матеріалу. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/377 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 193-199 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 193-199 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 193-199 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/377/374 Авторське право (c) 2009 V.I. Ivanov, L.A. Karachevtseva, O.A. Lytvynenko, K.A. Parshyn, O.J. Stronska |
| spellingShingle | Ivanov, V. I. Karachevtseva, L. A. Lytvynenko, O. A. Parshyn, K. A. Stronska, O. J. Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| title | Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| title_alt | Surface phenomena in 2d macroporous silicon structures Поверхностные явления в двумерных структурах макропористого кремния |
| title_full | Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| title_fullStr | Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| title_full_unstemmed | Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| title_short | Поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| title_sort | поверхневі явища у двовимірних структурах макропористого кремнію |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/377 |
| work_keys_str_mv | AT ivanovvi surfacephenomenain2dmacroporoussiliconstructures AT karachevtsevala surfacephenomenain2dmacroporoussiliconstructures AT lytvynenkooa surfacephenomenain2dmacroporoussiliconstructures AT parshynka surfacephenomenain2dmacroporoussiliconstructures AT stronskaoj surfacephenomenain2dmacroporoussiliconstructures AT ivanovvi poverhnostnyeâvleniâvdvumernyhstrukturahmakroporistogokremniâ AT karachevtsevala poverhnostnyeâvleniâvdvumernyhstrukturahmakroporistogokremniâ AT lytvynenkooa poverhnostnyeâvleniâvdvumernyhstrukturahmakroporistogokremniâ AT parshynka poverhnostnyeâvleniâvdvumernyhstrukturahmakroporistogokremniâ AT stronskaoj poverhnostnyeâvleniâvdvumernyhstrukturahmakroporistogokremniâ AT ivanovvi poverhnevíâviŝaudvovimírnihstrukturahmakroporistogokremníû AT karachevtsevala poverhnevíâviŝaudvovimírnihstrukturahmakroporistogokremníû AT lytvynenkooa poverhnevíâviŝaudvovimírnihstrukturahmakroporistogokremníû AT parshynka poverhnevíâviŝaudvovimírnihstrukturahmakroporistogokremníû AT stronskaoj poverhnevíâviŝaudvovimírnihstrukturahmakroporistogokremníû |