xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

νανοκρυσταλλίτης
(a)
(β)
Σχήμα 2: (α) Εικόνα ηλεκτρονικής μικροσκοπίας φωτεινού πεδίου που απεικονίζει τομή του δείγματος Δ, το οποίο
αναπτύχθηκε με το μέγιστο ανοδικό ρεύμα που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μελέτη. Φαίνεται η ομαλότητα που
παρουσιάζει η διεπιφάνεια . (β) Εικόνα υψηλής ευκρίνειας (HREM) στην οποία φαίνεται η διεπιφάνεια του ίδιου δείγματος,
καθώς και η «άμορφη» σε εμφάνιση δομή της μήτρας (πορώδες υλικό) μέσα στην οποία μπορούν να παρατηρηθούν
νανοκρυσταλλίτες Si.
Μελέτη με φασματοσκοπία μετασχηματισμού Fourrier απορρόφησης υπερύθρου (FTIR) δείχνει ότι σε όλα τα υμένια τα
άτομα πυριτίου της επιφάνειας σχηματίζουν δεσμούς με υδρογόνο (Si-H x ). Τα υμένια που αναπτύχθηκαν με ανοδικά
ρεύματα με τιμή ίση ή μεγαλύτερη από 130 mA/cm 2 παρουσιάζουν ενδιαφέρουσες οπτικές ιδιότητες. Συγκεκριμένα,
μετρήσεις φωτοφωταύγειας με την χρήση φωτεινής πηγής λέϊζερ ιόντων αργού στα 458 nm, δείχνουν εκπομπή φωτός στο
ορατό με το δείγμα Δ που αναπτύχθηκε με το μέγιστο ρεύμα να παρουσιάζει την πιο έντονη εκπομπή. Μελέτη της εκπομπής
φωτός σε χαμηλές θερμοκρασίες μέχρι 70 Κ καθώς και μελέτη της χρονικής μεταβολής της φωτοφωταύγειας από την στιγμή
της διακοπής της οπτικής διέγερσης των υμενίων από την φωτεινή πηγή, φαίνονται στο σχήμα 3. Οι χρόνοι ζωής των
φορέων πριν την επανασύνδεσή κύμανθηκαν από 30 μs σε θερμοκρασία δωματίου μέχρι και 180 μs στους 70 Κ, γεγονός που
υποδηλώνει ότι η εκπομπή του φωτός προέρχεται από επανασύνδεση εξιτονίων μέσα στους νανοκρυσταλλίτες πυριτίου.
Πλήρη μελέτη των συστημάτων που πραγματεύεται η παρούσα εργασία μπορείτε να βρείτε στις αναφορές [5] και [6].
(e)
(α)
Σχήμα 3. (α) Γραφήματα μετρήσεων φωτοφωταύγειας των υμενίων Β, Γ και Δ, (β) Μετρήσεις χρονικής μεταβολής της
φωτοφωταύγειας μετά την διακοπή διέγερσης του υμενίου από την φωτεινή πηγή λέιζερ για το δείγμα Δ.
Συμπερασματικά, η τεχνολογία παρασκευής πολύ λεπτών υμενίων πορώδους μορφής με νανοκρυσταλλίτες πυριτίου
διασυνδεδεμένους μεταξύ τους, οι οποίοι μετά από ελαφριά οξείδωση καταλήγουν σε ένα σύνθετο υμένιο αμόρφου οξειδίου
του πυριτίου με ενσωματωμένους νανοκρυσταλλίτες πυριτίου φαίνεται να δίνει ικανοποιητικά αποτελέσματα. Η τεχνική
που αναπτύχθηκε στηρίζεται σε ανοδίωση πυριτίου με εφαρμογή παλμών ρεύματος μικρής διάρκειας.
[1] Balberg I., Savir E., Jedrzejewski, Nassiopoulou A. G., and Gardelis S., Phys. Rev. B 75 (2007) 235329
[2] Nassiopoulou A.G., Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, edited by H.S. Nalwa, American Scientific
Publishers, California, vol. 9, 793 (2004)
[3] Uhlir A., The Bell System Technical Journal 35 (1956) 333
[4] Watanabe Y., Arita Y., Yokoyama T., Igarashi Y., J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 1351
[5] Gardelis S., Tsiaoussis I., Frangis N., and Nassiopoulou A.G., Nanotechnology 18 (2007) 115705
[6] Gardelis S., and Nassiopoulou A.G., Phys. Stat. Solidi c 4 (2007) 2165
(β)
31