Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію
The surface photoconductivity in macroporous silicon with an oxide coating with thickness of 3 to 30 nm with a strong surface light absorption, the absorption coefficient is varied from 330 to 105 cm–1 (wavelength is from 0.93 to 0.4 micron) has been investigated.The starting material consisted of n...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/384 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543877729615872 |
|---|---|
| author | Karas, N. I. Parshin, K. A. |
| author_facet | Karas, N. I. Parshin, K. A. |
| author_sort | Karas, N. I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:46Z |
| description | The surface photoconductivity in macroporous silicon with an oxide coating with thickness of 3 to 30 nm with a strong surface light absorption, the absorption coefficient is varied from 330 to 105 cm–1 (wavelength is from 0.93 to 0.4 micron) has been investigated.The starting material consisted of n-type silicon with [100] orientation and 4.5 ??cm resistivity. Macropores with diameter Dp = 4 ?m and depths hp = 100 ?m were formed by electrochemical etching. At the wavelengths of 0.4 and 0.57 microns, and the thickness of the oxide layer of 3 to 15 nm the surface monopolar negative photoconductivity was manifested, due to the inversion band bending in the surface layers of the semiconductor and due to capture of majority carriers on the so-called «slow» surface levels. When the thickness of the oxide layer is 30 nm, a positive photoconductivity with anomalous spectral dependence takes peace with an increase in the absorption coefficient from 330 to 105cm -1 (decreasing wavelength from 0.93 to 0.4 microns) photoconductivity is not decreasing, but increases – localization effect of the surface photoconductivity in the space charge region was manifested. The experimental results are explained as follows. With the increasing of oxide coating thickness its positive charge also increases and compensates the negative charge of the slow surface levels. The inversion band bending at the same time becomes depletion band bending. In general, the semiconductor photoconductivity, taking into account surface effects (space charge region) consists of three components: bipolar photoconductivity of the space charge region, monopolar photoconductivity of the space charge region and bipolar photoconductivity of the quasi-neutral volume. Effect of localization photoconductivity occurs in all cases where the bipolar photoconductivity of the space charge region is more than bipolar photoconductivity quasi-neutral volume. This occurs in the case of the depleting band bending on the semiconductor surface. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:39Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-384 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:38Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3842022-06-29T10:15:46Z The effect of photoconductivity localization in macroporous silicon Эффект локализации фотопроводимости в структурах макропористого кремния Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію Karas, N. I. Parshin, K. A. the inversion band bending the depleting band bending a built-in charge negative PC positive PC the localization effect of the surface photoconductivitythe «slow» surface levels інверсійний вигин зон виснажуючий вигин зон вбудований заряд негативна ФП позитивна ФП ефект локалізації ФП в ОПЗ «повільні» поверхневі рівні инверсионный изгиб зон истощающий изгиб зон встроенный заряд отрицательная ФП положительная ФП эффект локализации фотопроводимости «медленные» поверхностные уровни The surface photoconductivity in macroporous silicon with an oxide coating with thickness of 3 to 30 nm with a strong surface light absorption, the absorption coefficient is varied from 330 to 105 cm–1 (wavelength is from 0.93 to 0.4 micron) has been investigated.The starting material consisted of n-type silicon with [100] orientation and 4.5 ??cm resistivity. Macropores with diameter Dp = 4 ?m and depths hp = 100 ?m were formed by electrochemical etching. At the wavelengths of 0.4 and 0.57 microns, and the thickness of the oxide layer of 3 to 15 nm the surface monopolar negative photoconductivity was manifested, due to the inversion band bending in the surface layers of the semiconductor and due to capture of majority carriers on the so-called «slow» surface levels. When the thickness of the oxide layer is 30 nm, a positive photoconductivity with anomalous spectral dependence takes peace with an increase in the absorption coefficient from 330 to 105cm -1 (decreasing wavelength from 0.93 to 0.4 microns) photoconductivity is not decreasing, but increases – localization effect of the surface photoconductivity in the space charge region was manifested. The experimental results are explained as follows. With the increasing of oxide coating thickness its positive charge also increases and compensates the negative charge of the slow surface levels. The inversion band bending at the same time becomes depletion band bending. In general, the semiconductor photoconductivity, taking into account surface effects (space charge region) consists of three components: bipolar photoconductivity of the space charge region, monopolar photoconductivity of the space charge region and bipolar photoconductivity of the quasi-neutral volume. Effect of localization photoconductivity occurs in all cases where the bipolar photoconductivity of the space charge region is more than bipolar photoconductivity quasi-neutral volume. This occurs in the case of the depleting band bending on the semiconductor surface. Исследована поверхностная фотопроводимость структур макропористого кремния (МПК) с оксидным покрытием толщиной от 3 до 30 нм при сильном поверхностном поглощении света; коэффициент поглощения изменялся от 330 до 105 см–1 (длина волны освещения от 0.93 до 0.4 мкм). На длине волны 0.4 и 0.57 мкм и толщине оксидного покрытия от 3 до 15 нм проявлялась поверхностная монополярная отрицательная фотопроводимость (ФП), что объясняется инверсионным изгибом зон в приповерхностных слоях полупроводника и прилипанием основных носителей заряда на так называемых «медленных» поверхностных уровнях. При толщине оксидного покрытия 30 нм проявлялась положительная ФП с аномальной спектральной зависимостью: с увеличением коэффициента поглощения от 330 до 105 см–1 (уменьшением длины волны освещения от 0.93 до 0.4 мкм) ФП не уменьшалась, а возрастала – проявлялся эффект локализации ФП в области пространственного заряда (ОПЗ). Досліджено поверхневу фотопровідність структур макропористого кремнію (МПК) з оксидним покриттям завтовшки від 3 до 30 нм при сильному поверхневому поглинанні світла, коефіцієнт поглинання змінювався від 330 до 105 см-1 (довжина хвилі від 0.93 до 0.4 мкм відповідно). На довжині хвилі 0.4 і 0.57 мкм і товщині оксидного покриття від 3 до 15 нм проявлялась поверхнева монополярна негативна фотопровідність (ФП), що пояснюється інверсійним вигином зон в приповерхневих шарах напівпровідника і прилипанням основних носіїв заряду на так званих «повільних» поверхневих рівнях. При товщині оксидного покриття 30 нм проявлялась позитивна фотопровідність з аномальною спектральною залежністю: із збільшенням коефіцієнта поглинання від 330 до 105 см-1 (зменшенням довжини хвилі від 0.93 до 0.4 мкм) ФП не зменшувалась, а зростала – проявлявся ефект локалізації ФП в області просторового заряду (ОПЗ). Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2016-05-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/384 10.15407/hftp07.02.246 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 7 No. 2 (2016): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 246-250 Химия, физика и технология поверхности; Том 7 № 2 (2016): Химия, физика и технология поверхности; 246-250 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 7 № 2 (2016): Хімія, фізика та технологія поверхні; 246-250 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp07.02 ru https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/384/381 Copyright (c) 2016 N. I. Karas, K. A. Parshin |
| spellingShingle | інверсійний вигин зон виснажуючий вигин зон вбудований заряд негативна ФП позитивна ФП ефект локалізації ФП в ОПЗ «повільні» поверхневі рівні Karas, N. I. Parshin, K. A. Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| title | Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| title_alt | The effect of photoconductivity localization in macroporous silicon Эффект локализации фотопроводимости в структурах макропористого кремния |
| title_full | Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| title_fullStr | Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| title_full_unstemmed | Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| title_short | Ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| title_sort | ефект локалізації фотопровідності в структурах макропористого кремнію |
| topic | інверсійний вигин зон виснажуючий вигин зон вбудований заряд негативна ФП позитивна ФП ефект локалізації ФП в ОПЗ «повільні» поверхневі рівні |
| topic_facet | the inversion band bending the depleting band bending a built-in charge negative PC positive PC the localization effect of the surface photoconductivitythe «slow» surface levels інверсійний вигин зон виснажуючий вигин зон вбудований заряд негативна ФП позитивна ФП ефект локалізації ФП в ОПЗ «повільні» поверхневі рівні инверсионный изгиб зон истощающий изгиб зон встроенный заряд отрицательная ФП положительная ФП эффект локализации фотопроводимости «медленные» поверхностные уровни |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/384 |
| work_keys_str_mv | AT karasni theeffectofphotoconductivitylocalizationinmacroporoussilicon AT parshinka theeffectofphotoconductivitylocalizationinmacroporoussilicon AT karasni éffektlokalizaciifotoprovodimostivstrukturahmakroporistogokremniâ AT parshinka éffektlokalizaciifotoprovodimostivstrukturahmakroporistogokremniâ AT karasni efektlokalízacíífotoprovídnostívstrukturahmakroporistogokremníû AT parshinka efektlokalízacíífotoprovídnostívstrukturahmakroporistogokremníû AT karasni effectofphotoconductivitylocalizationinmacroporoussilicon AT parshinka effectofphotoconductivitylocalizationinmacroporoussilicon |