ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОЛЕКУЛ ДИОКСИДА АЗОТА С ПОВЕРХНОСТЬЮ КРЕМНИЕВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ В СЛОЯХ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ
Константинова Е.А., Осминкина Л.А., Шаров К.С., Курепина Е.В., Кашкаров П.К., Тимошенко В.Ю.

Received: March 3, 2004

PACS: 76.30.Da, 76.30.Rn, 78.67.-n

DJVU (121.3K)

PDF (566.1K)

Методами спектроскопии инфракрасного поглощения и электронного парамагнитного резонанса изучено влияние адсорбции молекул NO₂, являющихся сильными акцепторами электронов, на электронные и оптические свойства кремниевых нанокристаллов в слоях мезопористого кремния. Обнаружено, что в присутствии данных молекул резко возрастает концентрация свободных носителей заряда (дырок) в кремниевых нанокристаллах, которая имеет немонотонную зависимость от давления NO₂. Одновременно фиксируется монотонный рост концентрации оборванных кремниевых связей (P_b1-центров). В работе предложена микроскопическая модель, предполагающая формирование на поверхности нанокристаллов донорно-акцепторных пар P_b1⁺-(NO₂)^-, обеспечивающих рост концентрации дырок в нанокристаллах, а также P_b1-центров, являющихся центрами захвата дырок. Предложенная модель хорошо объясняет значительный рост проводимости (на 2-3 порядка) в слоях пористого кремния в присутствии молекул NO₂, в то время как приращение концентрации свободных носителей заряда фиксируется в пределах порядка величины. Полученные результаты могут быть полезны при разработке электронных и люминесцентных приборов на основе кремниевых нанокристаллов.