Введение
Глава 1 Обзор методов получения и описание неидеальных структур на основе кремния и ФСМ 15
1.1 Получение немонокристаллического кремния и фуллеренсодержащих материалов . 15
1.1.1 Аморфный кремний 15
1.1.2 Аморфный кремний с нанокристаллическими включениями 18
1.1.3 Микрокристаллический кремний 19
1.1.4 Нанокристаллический кремний 21
1.1.5 Фуллеренсодержащие материалы 25
1.2 Теоретические зависимости для моделирования спектра поглощения кремния 26
1.2.1 Видимая область 26
1.2.2 ИК область 27
1.2.2.1 Локализованные уровни и моды колебаний в кремнии . 27
1.2.2.2 Дипольная модель поглощения оптического излучения . 28
1.3 Получение p-n переходов методом диффузии 29
1.4 Учёт неидеальности в моделях барьерных структур . 33
1.5 Зависимости для ВАХ барьерных переходов 37
1.6 Выводы по главе 1 . 40
Глава 2 Получение неидеальных кремниевых и углеродных материалов и их микроскопия 42
2.1 Получение материалов . 42
2.1.1 Получение аморфного кремния методом магнетронного распыления 42
2.1.2 Получение нанокремния и фуллеренсодержащего материала методом высокотемпературного плазмохимического синтеза . 44
2.1.3 Получение фуллеренсодержащего материала методом каталитического крекинга 46
2.2 Микроскопия полученных образцов 47
2.2.1 Оптическая микроскопия . 47
2.2.1.1 Аморфный и аморфный гидрогенизированный кремний 48
2.2.1.2 Порошковые кремниевые и углеродные материалы 49
2.2.2 Электронная микроскопия 53
2.2.2.1 Плёнки аморфного и аморфного гидрогенизированного кремния 53
2.2.2.2 Нанокристаллический порошковый кремний 55
2.2.3 Атомно-силовая микроскопия плёнок, полученных из порошка нанокристаллического кремния . 57
2.3 Рентгенофазовый анализ фуллеренсодержащего материала, полученного методом каталитического крекинга 59
2.4Выводы по главе 2 61
Глава 3 Влияние неидеальности решётки на оптические и электрические характеристики материалов на основе кремния и ФСМ 62
3.1 Оптические характеристики 62
3.1.1 Методика эксперимента для исследования оптических характеристик 62
3.1.2 Поглощение кремнием оптического излучения в видимом диапазоне . 63
3.1.2.1 Монокристаллический кремний 64
3.1.2.2 Микрокристаллический кремний 65
3.1.2.3 Аморфный и аморфный гидрогенизированный кремний . 66
3.1.2.4 Теоретическое описание влияния неидеальности 68
3.1.2.5 Сравнение теоретических и экспериментальных характеристик 69
3.1.3 Спектры аморфного кремния в ИК диапазоне и влияние дефектов 71
3.1.3.1 Спектр пропускания 71
3.1.3.2 Спектр отражения 72
3.1.3.3 Модельное представление неидеальности кремниевой структуры при взаимодействии с ИК излучением 75
3.1.3.4 Детализация спектра поглощения аморфного кремния 80
3.2 Электрические характеристики 82
3.2.1 Методика эксперимента и установка для исследования электрических характеристик 83
3.2.2 Зависимости сопротивления от давления для порошковых материалов 86
3.2.3 Температурные зависимости проводимости для порошковых материалов 87
3.2.3.1 Рабочие характеристики 88
3.2.3.2 Сравнение характеристик порошковых материалов на основании их температурных зависимостей проводимости 92
3.2.4 Вольт-амперные характеристики 94
3.2.4.1 Порошковые материалы, полученные методом высокотемпературного плазмохимического синтеза 94
3.2.4.2 Фуллеренсодержащий материал, полученный низкотемпературным крекингом 95
3.3 Выводы по главе 3 97
Глава 4 Влияние неидеальности кристаллической решётки на профиль распределения примеси и ВАХ барьерных структур на основе кремния 99
4.1 Особенности получения барьерных структур на основе монокристаллического кремния методом диффузии 99
4.1.1 Особенности построения реальных промышленных кремниевых барьерных структур 100
4.1.2 Неидеальность структуры и расчёт профиля диффузии .. 103
4.2 Построение зонной диаграммы 111
4.3 Диодные коэффициенты неидеальности промышленных барьерных кремниевых структур 113
4.4 Выводы по главе 4 117
Заключение 119
Список сокращений и условных обозначений 121
Список литературы 125
