optikai abszorpciós
Miatt rendezetlenné a szerkezet és a hidrogén jelenléte az amorf hidrogénezett szilícium-ny különbözik szignifikánsan az optikai tulajdonságai a-ég [25] - [30], [36] a kristályos szilícium (3.2 ábra.).
Megfelelő vagy alapvető abszorpciós elengedhetetlen az amorf félvezető, mert ez határozza meg a tulajdonságait a fotoelektromos ma-Therians a látható spektrumban, és a csaló ZNA hatásfokú napelemek és fotodetektor érzékenységének.
Ellentétben kristályok ABS-scheniya szélén amorf félvezetők, nincs éles határ. Abban az esetben, hidrogénezett amorf-szilícium-megfigyelt adott az exponenciális növekedési faktor olyan, amely megfelel az empirikus kapcsolatban [25] - [30], [36]
ahol ao - pre-exponenciális faktor; hv - fotonenergia; Eq - Ener-lógia (paraméter) Urbach;
Közel abszorpciós él túlsúlyban optikai átmenetek bevonásával rd exponenciális eloszlású államok farok zónákat. Így ve maszk paraméter Urbach Eq érték közelébe ekvivalens, amely meghatározza a pro-vontatási a farok a vegyérték sáv, ami jóval szélesebb, mint a vezetési sáv farok ekvivalens> Eqc. Ötvözetlen film a-Si: H, kapott optimális körülmények között, azzal jellemezve, hogy a minimális érték a Urbach paraméter Eq ( «50 MeV). A adalékolt filmek és hármas
ötvözetek egy-Six: .. H, ahol X = C, Ge, N, O, stb Urbach paraméter értéke meghaladhatja a 100-150 MeV.
Nagy különbség a a-Si: H és kristályos szilícium által op optikai abszorpciós és meghatározza a megfelelő különbségi értékek az optikai sávban résszélesség: 1,7-1,8 eV a a-Si: H és 1.1 eV a kristályos szilícium. Jelentős optikai abszorpciós értéket a-Si: H fotonok energiával HV> 1,7 eV teszi az aktív anyag perspek-tive gyártásához eszközök, amely a látható tartományban, ahol a fotonenergia tart közötti értékeket 1,7-3,0 eV (rendre kormányzati vörös és kék fény). Ez azt jelenti, hogy az a-Si film: H-tol schinoy csak néhány mikrométer használható eszközök a füstölő-magas fényérzékenység a látható tartományban, mivel felszívja az összes beeső sugárzás.
Az optikai sávú egy-Si: H lehet meghatározni aránya Tauc
(AHV) 1/2 = const (HV - Pl).
Az ilyen függőség (ábra. 3.3) figyelhető meg a amorf félvezetők, ha a szélei az energia sávok parabolikus diszperzió és a mátrix elemek optikai átmenetek nem függ az energia. Optikai-szélessége a tiltott sávban a filmek egy-Si: H, olyan eszközökben alkalmazunk, tipikusan 1,7-1,8 eV.
Egy egyszerűsített módszert meghatározására Opti-cal bandgap alapja az a feltételezés, hogy Pl egyenlő a fotonenergia megfelelő abszorpciós együttható a = 3-103 cm-1.
. 10 atom% hidrogén a-Si: H-Uwe lichivaet optikai sávú-HN zo 1,5-1,7 eV képest a-Si. Magasabb koncentrációk, pocakos legfeljebb 50 atom% a szélessége a tiltott zónában egy-Si :. H elérheti 2.1 eV. Azonban az ilyen anyag nehéz ellenőrizni a passziváló törött con-kötvények és fenntartsa az alacsony állapotsűrűség közelében midgap. Így filmek egy-Si: H, termesztett kémiai gőzfázisú leválasztással, kis sűrűségű államok biztosított csak anyák le egy sávú a 1,7 és 1,8 eV. Ezért az a-Si film: H, alkalmazott eszközök általában tartalmaznak 5 és 15 atm. % Hidrogén.
Változás a gerjesztési és optikai tulajdonságait a-Si: H ez lehetséges és a alkotó ötvözetek: a-Si: Ge: H, a-SiC: H és a-SiN: H. Így, koncentráció változtatása germánium nullától 100%, csökkenteni lehet Shih Rina optikai sávú 1,7-1,1 eV. Bevezetése további-CIÓ szén és nitrogén növeli a bandgap 1,7 és 3,0 közötti, 5,0 eV, ill.
Amorf félvezetők, mint a kristályos-lyat lehetséges hogy vezérelje az optikai sávú létrehozásával szuperrácsok alapuló a-Si: H / a-Ge: H, a-Si: H /<2-SiC:H, a-Si:H/a-SiN:H многослойных структур. Однако для этих и других аморфных сверхрешеток имеются некоторые огра-ничения, связанные с переносом носителей перпендикулярно слоям, что объ-ясняется наличием гетеропереходов.
Amorf félvezetők tipikus donor és akceptor szintek (a-Si: H - bór és foszfor, rendre) eléggé mélyek a sávú, és a megfelelő optikai átmenetek szennyező-WIDE abszorpciós kell történnie át szobahőmérsékleten ütemben-ture. Azonban, mivel a nagy sűrűségű államok folyamatosan elosztott intrinsic hibák optikai átmenetek miatt io-formanyomtatványon szennyeződések nem lehet azonosítani az abszorpciós spektrumok. Azonban, a bevezetése dópoló anyagot az A-Si: H okozhat visszavont chenie-meg több nagyság- i koncentrációjú lógó Si kötések különböző SG-töltési állapot. Így a adalékolás hatása az abszorpciós spektrum az energia elnyelését emelkedik 0,5-1,2 eV alacsonyabb, mint a névleges érték a mobilitási különbség.
Több kutató kapcsolódik jelenlétében „farok” Urbach amorf félvezetők exciton felszívódás őket, de egyértelmű bizonyítékot erre nem kapunk.
Az adatok elemzése alapján két különösen pro-átengedés optikai abszorpciós:
• jelenléte a „farok” az exponenciális függés az abszorpciós együttható, elérve energiák akár 0,05-0,07 eV. Az ilyen abszorpciós farok nyilvánvalóan okozott sajátfüggvényeket kapcsolatos rendezetlenné a szerkezeti anyagra;
• a létezését az optikai abszorpciós, még viszonylag kis értékek a fotonok energiája (HV> 1,2 eV), mivel a ko-lokalizált belül Stoyanov mobilitási különbség, amely létrehozta páratlan elektron-trónokat. Ezek a mély állapotban működnek rekombináció központok, ogre korlátozó élettartama a fotogenerált töltéshordozók.