Введение
Глава 1 Фотоэлектрические и оптические свойства слоев аморфных и кристаллических наночастиц кремния и структур на их основе (обзор) 11
1.1 Методы получения кремниевых наночастиц 11
1.1.1 Электрохимическое травление 12
1.1.2 Методы, требующие высокотемпературного отжига 13
1.1.3 Ионная имплантация 16
1.1.4 Метод плазмохимического осаждения из газовой фазы 16
1.1.5 Модифицированное магнетронное распыление 18
1.1.6 Лазерная абляция 18
1.1.7 Метод лазерного электродиспергирования 19
1.2 Квантово-размерный эффект в наночастицах кремния 21
1.3 Проявление квантово-размерного эффекта в свойствах слоев с наночастицами кремния 27
1.3.1 Фотолюминесценция 27
1.3.2 Влияние поверхности и диэлектрической матрицы 33
1.4 Фотоэлектрические свойства структур с кремниевыми наночастицами 36
1.4.1 Спектральная фоточувствительность 36
1.4.2 Механизмы усиления фототока 41
1.5 Выводы к Главе 1 55
Глава 2 Методики изготовления и исследования слоев наночастиц кремния и структур на их основе 56
2.1 Введение кислорода в слои кремниевых наночастиц, полученных методом лазерного электродиспергирования 56
2.2 Модификация метода лазерного электродиспергирования для создания композитных слоев, содержащих наночастицы кремния и золота 57
2.3 Изготовление структур со слоями наночастиц кремния 59
2.4 Методики исследования оптических свойств слоев кремниевых наночастиц 60
2.4.1 Измерение спектров фотолюминесценции 60
2.4.2 Спектроскопия комбинационного рассеяния света и Фурье-спектроскопия ИК-поглощения 61
2.4.3 Измерение спектров оптического пропускания и отражения, определение оптических констант и коэффициента поглощения 62
2.5 Методики исследования электрических и фотоэлектрических свойств слоев кремниевых наночастиц и структур с таким слоями 63
2.5.1 Измерение вольт-амперных характеристик 63
2.5.2 Измерение фотоэдс и фототока, определение фоточувствительности и квантовой эффективности 64
2.6 Выводы к Главе 2 67
Глава 3 Оптические свойства слоев аморфных и кристаллических наночастиц кремния 68
3.1 Введение 68
3.2 Оптические свойства слоев кремниевых наночастиц, полученных методом лазерного электродиспергирования 69
3.2.1 Структурные и оптические свойства слоев плотноупакованных аморфных наночастиц кремния 69
3.2.2 Влияние высокотемпературных отжигов в кислороде на оптические свойства плотноупакованных слоев наночастиц кремния 74
3.3 Структурные и оптические свойства слоев аморфных наночастиц кремния в матрице субоксида кремния 83
3.4 Выводы к Главе 3 88
Глава 4 Фотоэлектрические свойства структур со слоями аморфных и кристаллических кремниевых наночастиц 89
4.1 Вольт-амперные характеристики 89
4.2 Расширение спектрального диапазона чувствительности 92
4.3 Усиление фототока 97
4.3.1 Рост квантовой эффективности фототока структур со слоем нанопористого кремния 97
4.3.2 Рост квантовой эффективности фототока структур со слоем аморфных наночастиц кремния в матрице субоксида кремния 99
4.3.3 Увеличение фоточувствительности структур со слоем плотноупакованных наночастиц кремния 104
4.3.4 Усиление фототока в структурах с композитными Si-Au слоями 110
4.4 Выводы к Главе 4 122
Заключение 124
Список основных сокращений и условных обозначений 130
Список литературы 131
