Фотолюминесценция аморфных гидрогенизированных пленок a-Si1-xCx:H тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

1 о з Ш

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРДЕНА ЛЕНИНА ФЙЗЖСЬШЯШЧЕСКИЙ ИНСТШТ им. к.Ф.И'УШ

На нрашх рукописи

МУСА ШОВ Кскермос

УДК 621.31 ¡5.532 628.9.03?

00Т0;ШИ11ЕСЦ15НЦШ АМОРйШХ ВДРОГЕНИЗЙРОЗАШШ ЩЕНОК и-В11_хСх:Н

(01.04.10 - физика полупроводников и диэлактршсои)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисканий учелоЯ степени кандидата физико-математических наук

Ленинград 1990

, Работа выполнена и Ордена Ленина фиэкко-тахаичаском иис-i»ii\гт пм»А.Ф.Ио(|>'« All СССР.

Научи ьШ руководитель - доктор физико-математических наук

A.С.Волков

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук

B.М.Лгабин,

' доктор физико-математических наук В.Г.Карпов .

Видулая организация - Московский Государственный университет им.М.В.Ломоносова.

Защита диссертации состоится " 77 " U+Otfj Ю90 г. э , чаоов на заседании специализированного совета К 003.23.01 при Ордена-Ленина физико-техническом институте им.А.'З.Иойцв All СССР по адресу: I9402I, Ленинград, ул.Политохничоская, д.26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " ^ " 1950 'г.

Учений секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук,

старший паучшШ сотрудник Г.С.Куликов

¡'blldí ! ' j

' Отдел " j ОЛДАЯ ХАРА1С1'И'!4С'1'1КЛ lJAi30'itJ

ссооташДУ^уа^ьность темы.' В настоящее время во boom мире napiuiy с кристаллическими■ полупроводниками исо широ начинают иснользоють-ся аморфные, сроди которых безусловно иыдоляотсл Ц.7|0[»;НЦЦ ГИДрО-гонизировашши кремний (a-Si:li ).Относительная простота и дш,ю-визна технологии получения высокооднороднлх плело-ших структур из этого материала делают ого коккурантноспссобныл при изготовлении солнечных батарей, в электрофотографии, в оиотемах записи и отображения чн.'юрмацш!, a nuexe в качества пассивирующих покрытий. Однов]хзм0нио аморфный кремний япллотсп модемным материалом для изучения физических процессов в неупорядоченных полу-щюводникогшх системах.

Кстествонннм следствием широкого внедрения a-3J :Н стал поиск новых материалов на основе его сплавов. ií здесь :¡a:»;«mto выделяется енлан к^мния с углеродом a-sij_xC'x:H. Перспектива ряда применений a-Mj_xCx:JI, особенно перспектива со."д'шия оъо-тоизлучаюцих матриц и дисплеев, вызвала значительны:! ктго]>ос к исследованию фундаментальных сьоНств этих сплавов, а частности, изучению распределения локализованных состоянии и угюшю;! депонтов и их роли в переносе а рекомбинации неравновесных носителей заряда. Важлые снедения в этом плане получены Лотолшипесделгиш СМ) методом, причем наиболее полно изученной оказалась крогашЛ-обогаценная часть системы.

К началу ластсяцоЛ работы было установлено, что добааланио углерода le кремнию в продала до 40 ат."б приводит на только к возрастапгао онтпчоскоИ ширили 3aiTpcii;eiiH0iï зоны, но и к росту плотности хвостов локализованных состояний и концентрации депонтов. Наб.шодается выполаццванко края поглощения,. падает подвижность, .1':отощюпедп.,юсть, квантовая upj/вктивность излучательиой рекомбинации, увеличивается таклэ скорость спада <1>Л. йск сопокуа-ЛОСть данных вполш разумно трактуется в рамках модели Стрита [i],

1/Ключа!«>оИ мнхашкзи излучитолыюЦ туннельной ]хзкомбинации и наличие глубоких дефектных состоянии.

Углеродообогацонпые сшивы системы изучены заа^тпо слабзо, особенно в области составов х > 0,7. Дшпше различных авторов часто противоречат друг другу. И все ха, несмотря ла это, обдие тендели>г« и ко.шсзлцистшх ьависимостлх установлены, uo-bvíW<¡cwy,

_ 4 - ,

надежно. При увеличении содержания .углерода свыше 50 ат.Я- Турина оптической щели практически но корролгруе! с содадоапизм углерода, квантовая эффективность, несмотря на возрастание плотности дефектов структуры, обусловленных оборванными овязкни углерода, либо сохраняется, либо дазо растет, резко ослабляется темперу-урное гашение ФЛ, а скорость спада фЛ становится-чрезвычайно быстрой. Можно предположить, что в области 40-50 aT.fi содоржания углерода происходит смена механизмов рекомбинации: туннельного на экситоноподобпик, характеризующийся быстрым временем высвечивания г < 10~^ с. Дискуссируются возможные ыэха-1шзш удер&ания электронов н дырок в близкой,овых парах. Однако, отсутствие юшчевых экспериментов не позволяет прийти 1С единому мнению. В связи с этим актуальность дальнейших экспериментальных исследований а-Б±^_хСх:И представляется очевидной.

Цель и задачи работы. Цель настоящей диссертационной работы - выяснение механизма рекомбянационных переходов и природа центров излучателыюп рекомбинации з а-Влт_хСх:11, в частности, выяснение причины сильной пространственной корреляции олектрон-но-дырочннх пар в углеродообогащенных сплавах.

Дня достижения поставленной цели, были сформулированы следующие экспериментальные задачи исследования:

- исследовать композиционные свшнсимости па осетров стационарной ФЛ во всем диапазоне составов прл вариации температуры и энергии квантов возбувдиощего света;

- исследовать кинетику затухания ч>Х при импульсном возоук-зшш при вариации различных ([акторов: температуры, энергии

квантов и интенсивности возбузадающего света, энергии квантов <]'Л.

- исследовать спектры возбу>лдетш ОЛ и .влияние электрического поля ча ФЛ е ух'леродообога^ешшх сплавах скотош.

Научная новизна. В работо впервые:

- исследованы фотолшинеецэитиые свойства в стационарное и импульсном рехшиах пленок | _ХСХ:И во веем диапазоне составов, полученных в едином технологическом цш;ло;

- обнаружена усталость ФЛ в плойках а-в:.^ Сх:11 различного состава (уменьшение интенсивности.ФЛ во промечи при стационарном возбу>:ц,он:пО и на примере а-0:Н песледо:;ача н зависш.гасти от внеш4»х ({«кторов и условии возбуждения;

- обнаружено плато в спектре возбуждения <М пленок а~0:11 вплоть до 5,2 оВ, т.е.'независимость интенсивности <1>Л от энергии квантов возбуждающего света;

- в кинетике затухания ФЛ пленок а-Б1т-_х0х:Н обнаружен'-* два участка: длшшозреиен.мго ( т » 10~''с) и короткоэ{>оменного ( т < СО-■''с) затухания;

- обнаружена незазисимосп интенсивности <5Л и а-С:Н от приложенного внешнего электрического поля вплоть до ТО6 В/см;

- в пленках а-31|_хСх:Н о составом х-0,6+1,0 обнаружена высокая квантовая эффективность (> то и слабая её зависимость от температуры;

- предложена наногранулярная модель, которая хороню объясняет полученные результаты для углерэдообогащенной части систем».

Научная п тактическая ценность результатов, представленных в диссертационной работе, заключается в получении новых данных о механизме излучатзльной рекомбинации неравновесны' носителей заряда >з пленках а-в1|_хСх:Н, что представляет существенный интерес как для физики веществ с неупорядоченной структурой, так и для использовании в полупроводниковой электронике (микроэлектронике), с также открывает возможность Ах>толюминесцентного контроля качества материала пленок а-З^^С^Н, получаемых технологией тлокдазго разряда.

' Научнкп положения, гадтосимца па защиту.

Т. Спектры Ф1 )) сплавах а-31^_хСх:11, полученных методом тлеющего разряда состоят из одной, почти симметричной полосы излучения, знергатичоское полехяние максимума (К,) и полуширина ( л } которой зависят от состава х:

- при увеличении х от 0 до 0,440,5 Р^ и Л линейно растут от 1,38 &В (при 77 К) до 2,0 о В и от 0,20 эВ до 0,80' эВ, соответственно;

- при :с >0,5 Ер, п л практически ке коррелируют с величиной х, а их абсолютное значение в основном связано с ре.тлпом тох»сло1"-1и получении плонок;

- :гр:г возбуждении ФЛ '.'ютопани с энергией меньше оптотэскоЛ киряиа •запрелешюй зоны <К|) йорма спектра нзлучошш завиелт от энергии-фотонов возбухдэк'ного света (К^^), причем и А линейно за?мсят от разности - '

- с, -

¡2. 3 ti—С ïii KiviaTonuii ¡'¡фактичность ФЛ практически ие зависит:

- от темпоичтурн п диапазоне 2+350 К;

ТО ПА

- от иптеисивлооти возбуждения з диапазоне 10 - ГО" фот./с. А:;

-• от анергии возбужиолиих квантоп вплоть до 5,2 эВ;

- от iianpfùсонности плектрического поля до 10Ь Б/си.

3. П сплавах a-!iij_xCx:iI квантовая ai »¡активность ^ :

- зависит от температуры и в области х-0+0,6 мокот бить апщюкешг.роыиш виражншом ~ охр(-Т/Т0), гдо TQ моняет-ся от 20 К до 2J0 К гфи изменопии х от 0 до 0,6;

- яри увеличении х от 0 до 0,5 % уменьшается в 5-6 раз, нри х > 0,ii вплоть до х 1,0 ¡1 практически не зависит от х и ез величина достигает 30 'Î.

<1. Кшютика натухания -WI в сплавах a-si j_x0_x:il имеет онстру.о и медленную составляющею, причем соотношение ыеаду ними •.цинкит от х:

, - при х < 0,4 доминирует медленная, ноокспопош шальная составляющая со сродним временам Т ~ I0"5 + Ю~4с, что характерно для тушелыюИ лзлучатолыюН рекомбинации;

- при х > 0,6 доминирует быстрая составляющая со средним временам т ~ Ю-8* 10~^с, что характерно для экситоноподобной иалучатвльной рекомбинации.

5. Квантовая эффективность пленок а-С:Н деградирует во времени при стационарном возбувдонии; величина деградации (усталости '¡Л) :

- зависит от роинма технологии приготовления пленок и от -контакта с окрухлющоЛ полярной сродои;

- узоличиваотся с возрастаалсм интенсивности и оперши ¡Того; соя, возбувдах ,сго света.

Апробация тзаботь:. Основные результата диссертационной ра-rioru докдадывшысь на iateriPlc Research Society Synposiun 'Mm rrplious Silicon îechnclcey" (San Diefjo,U.S.A., 1939), Third International Coni'erenco licpi>ing snd'Ke.latRd Phenomena (Chcpel Iiili, U.S.A.,1939), Thirteenth International Conference on A-'EOi-pho.is and Liquid Semiconductors (Aihivillo, U.S.A., 1939), ьекду-гародноЛ конйэренции "Лвкристалличзские полупроподнлк'КЗЭ"

(г.Ужгород, 1939).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь научных работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Объем диссертации - 143 страницы, в том числе 92 страниц основного текста, 39 страшщ-рясунков, список литературы на 12 страницах, в/лючагадий 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РЛБОШ

Во введении обсуждаются актуальность тылы, сформулированы цель работы и осиовныо результаты,' рассматривается научная и практическая ценность диссертационной работы, приводится её краткое содержание, а также приведены положения,' вшюсимие на защиту.

В первой главе кратко рассматриваются экспериментальные и теоретические исследования зонной структуры аморфных полупроводников. Приводятся сведения о моделях, использующихся для интерпретации экспериментальных данных, дается их критический анализ. Приведены также сведения о таких характеристиках пленок а-е^_хОх:Н, кап структура, оптические, электрические свойства и фотопроводимость, исследования по электронному парамагнитному резонансу дефектов структуры, которые необходимы для анализа и интерпретации экспериментальных результатов по исследованию ФЛ. Дается обзор литературных данных по ФЛ а-з!^_х0х:Н на момент начала работы. Проведен анализ экспериментальных данных, по спектральному распределению йЛ, кинотико затухания и температурной зависимости ФЛ, квантовой арЪектпвчортн от состава и обсуждаются противоречия, возникающие при интерпретации полученных результатов. Кратко излагатаоя данные по электролюминесценции в пленках

В конце главы па основе аналчза литературой:: дачных ¿'юрми-руется 1и-'ль и задачи паотолцего исследования.

Ро второй глава , описаны технология получения топких нле~ !;ок а-б1_£_хСх:11 (0< \ 4 1,0) а экспериментальная установка для намерении х-трантаристпк ФЛ.

1Летоц осаждения птоиок - 114 раилочегпге газовой адт; сила-

- W - I

на (8i il(|), мотана п Лt в тл<лощл< разряде. Привелоны пара-

метры процесса осагдония пленок: частота и по'цнссть разряда,том-перату;>а не. .ло'жп и скорость осшу.опил. Состав нлонок (значение х в твордой определился методом о;№-спиктроскопни.

Измерения ФЛ выполнялись в двух речимах возйукцспия: стационарно!.; и импульсном. Ргщстрашш излучения ФЛ осуществлялась несколькими мотодами: I) но o;:oí.;ü синхрон.ioi'o детектирования; 2) но схеме счета Элтонов, при стационарном возбуждении; ") по cxcf.io от1юбируомого счота фотонов при импульсном возбувдеини.

источниками стационарного возбуждения <íjl служили линии излучения криптонового (с упершей квантов 1,Ш и 1,92 эГ>), ге-ли:1-иеопового (i.OG :;В), аргонового (2,41; 2,47; 2,50; 2,54; 2,00; 2,70 эВ) лазеров. Для исследования спектра возбувдения использованы линии излучения ртутной лампы с опершей квантов до 5,2 уВ. Л для исследования кинетики затухания ФЛ использовались импульспыо лазеры: на парах меди (2,14 и 2,43 э'В) и азотный (3.GC пН). Ослабление лазерного излучения осуществлялось призмой Глана и светофильтрами. Мощность измерялась прибором KI-2 - измерителем мощности лазерного излучения, точность измерения кото- , poro 2,5 '/,. Интенсивность возбуждающего света варьировалась в пределах от 10до Ю22 ^от./см2с.

Рекомбинациошюс излучение исследовалось с той ::;е поверхности образца, на которую падал возбувдшции поток света. Спектр рокомбииацнонного нзлучошш анализировался мочохроматороми МДР-2 и Д5С-12. Также описаны принципы работ схем и дается оценка точности проводимых измерений.

В третьеil главе прпкодэны экспериментальные даиныг по изучению характеристик £>Л в пленках а-С:11 прч стационарном и икпульс-чом 1)о;,'имах возбуждения.

При возбуждении "зона-зона" в диапазоне Т - 2 ^ 350 К в пленках а -С:Н наблюдается полоса ФЛ,расположенная в видимой области спектра. При птом энергетическое полокенпо максимума спек-ра зависит от режима оса'вдення пленок, тогда как полуширина фактически не зависит. Пленки а-С:Н, пелучытно при технологических ростпах осада.ения, описанных в глава II (§1), показывают максимум ФЛ при энергии 2,1 + 2,3 эВ при полуширине 0,0 зВ. При уменьшения энергии квантов возбуждающего света наблюдается из-

менелие форл:ы спектра излучения, в основном, за счет обрезания вноокоолергетичоского крыла, и с^пиг пологшыя максимума п низ-коэпергетпчоскую область. Так,например, при возбуждении с злер-гие.ч квантов иВ ;>лергия максимума и полуширина спектра со» став/шют .1,7с оВ и 0,3 оВ^оответственно.

¿да выяснения относительной роли из,гучпто.'ш:шх и безызлуча-тельлых процессов была измерена температурим зависимость интенсивности 'М при лагрованин и последулщем охла;.;де'ши плииок. При отом было обнаружено, чт интенсивность ФЛ не зависит ст температуры в широком диапазоне (от 2 до 3S0 К). Пальнет,ico повышение температуры до 4У0 К приг«зло к уменьшению интенсиплостл ?Д (1(1)) на 40-60 При нослодуювдм понижении томпоратуры плонок лаОлк-дается гнстерезисиоо поводение 1(Т), что овидотельствует о перв-' стройке структуры сотки а-0:.I, по-видимому, из-за щхрузии водо-1Х)да из плеши

для пленок a-0:U оценена внутренняя квантовая объективность, ее величала оказалось высокой ~ УО !«, т.о. равна величине KuaiiTono-i »Активности лучших плолск a-si:II при ^0 К.

Засекая квантовая объективность при отсутствии e.ï заметного то.члоратурлого гашения (в области температур структурной устойчивости) 1'оворлт о сильной лекализаи"ч электронов и дырок и сб их коррелированном расположения.

Для дальпо.Ького выяснения свойств зтой корреляции в a-C:ÏI был измерен споктр возбуждения 4Л до 5,2 эВ. Дня наглядности на рло.1 представлены спектр излучения одной из пленок а-С:И толщиной ыкк при возбуждении квантили с анергией Kj-036~ 3,68 а'3 (кривая 1>, спектр ¿>озбузденил ф.1 (кривая 2) коэффициента, оптического поглощения ci(ft>>) Скривая Б). JÎaK видно лз рисунка (кривая з области "BQ3Û>? 5 эБ ( <¿<1 > Ï) интенсивность <6Л, т.е., ¡талтова" офйективность на зависит от энергии квантов воз-iiy-,:w,awiero свота вплоть до 5,2 зВ. Этот результат резко противоречит тому, что имеет место в ялащеах a-si:ÏI, гдо, как известно [I], лаблвдается падение квантовой эффективности гтрн возррчтакли Евозб. Ото наденио связало с разваливанием близнецовых олекттон-яо- дырочлнх пар в процоссэ термализации олектронов и дырок в разрешениях, зонах и по локализованным состояния.! в хвостах зон, где они имеют возможности диффундировать друг о\ друга к центрам

^ - У

I 0.5 -

10 ■-10°

ГО*

1

г

3 А Ь, ав

Рис.1.

5

6

безызлучагелькых рекомбинации. 4е.кт независимости от энергии квантов возбуэдения в а-С:Н вплоть до Ев03(з= 5,2 эВ свидетельствует о том, что даме при большой избыточной энергии. Г.отовоз-букденнш электронно-дырочные пари в а-С:Н не разваливаются. Исходя из 9пыта, молно оценить энергии связи электронов и дырок в паре: она долзша быть не менее 5,2-Ео/4= 1,6 эВ, что врдц ли можно объяснить природой кулоновского' взаимодействия, а,скорее, сильной локализацией электронно-дырочной пары, как целого, в структурных микронеоднородност;а пленок.

Подтверждением этого вывода слуяжг таххсе результат проведенного эксперимента по влиянию электрического поля на интенсивность ОД. Обнаружено, что .электрическое поле вплоть до пробоя (2-Ю6 В/см) не оказывает заметного влияния на интенсивность и другие характеристики 2Л.

Обнаружено таюке, что квантовая эффективность фЛ а-С:11 не загисит от интенсивности возбуждающего света в пределах Ю^"-Ю24 фот./см^с и интенсивность ФЛ пропорциональна интенсивности возбувдаюцего света.

.Для получения дополнительных сведений параметрах центров излучения в а-С:Н впервые проведены исследования кинетики затухания ФЛ. Исследования показали, что скорость спада интенсив-

1юсти ФЛ в пленках а-С:11 очеят велика (5 порядков за ~>IOO не), причем с па," интенсивности ОЛ I(t) близок к экспоненциальному и времена спада I'-t) практиЧзскк но зависит от апории излучения 'М и от температуры. Время шш коелтелэ;; заряда, определенное из начальной стадии кинетики затухания фЛ, составляет но, что ещё раз подтверждает экситоноподобншЧ характер излучателыюй рекомбинации в а-С:П и позволяет оцепить радиус корреляции электронов и дырок в 1-2 боровских радиуса электрона па локализованном сос оянии.

Для объяснения всей совокупности полученных данных предложена медаль наногранулярнол сетки, включайЦеЯ светоизлучашдле р

напограпулы sp- (гра^дтовей) (рази. Отя льнули имеют наименьшую оптическую щздь ж изолированы друс. от друга более широкозонными фазами ( зр^, полшероподебкои и пустотами). Исходя из данных по кинетике средкостйтисткческяй размер гранулы состазляот ~ 20 а. Исходя пз датшх по половой зависшости ФЛ к спектров возбуждения ФЛ оценена ¡«читальная высота ба^ьоров, раздолящкх гранулы - 1,6 эЗ. Такая модель дает остествошую трактовку таккв фактам отсутствия заветной проводимости ц фотопроводимости, температурной незавнслл.юсти и cucoKoii квачтозоь эффективности ФЛ, независимости скоростл затухания М от температуры и оперг;;и фотонов возбуждения и излуче.шя.

При исследовании характеристик ФЛ планок а-Г1:11 был обнаружен оффзкт усталости (деградации) интенсивности Фл в процессе стационарного возбуждения. Показано, что величина усталости ФЛ зависит от энергии квантов и интенсивности возбуждающего свота и от окружающей полярной среды. Также показано, чте о?;а обусловлена генерацией дефектов безкзлучатэльпого типа возбуг.дащик светом. 3 связи с этик все представленные в работа :;кспершеп-талыше данные получе:ш после установления квазистациог.арного резина рекомбинации, в нашем случае после 10^ с от начата возбуждения, ллбо прч г,¡алой интенсивности возбуждаюцего свйта, когда усталость ФЛ на наблюдается.

В этой ле глазе списано обнаруженное впервые в пленках а-С:!1 анитстоксовское крыло излучения. Приводятся результаты экснер:шзлтов по лнчененш прчродг. антистоксоьскогс /з^/чолил: зависимость интенсивности от температуры я ачертой квантов воз-

бужцония, кинетика затухания. Показано, что антлстоксовс.кое крыло M обусловлено рекомбинацией термически активированных по локализованным состояние носителями заряда и кнтенсивчость этого излучения в соответствующем спектральном диапазоне подчиняется закону: ц /»> ) ~ е^ [hf ( {„ - vr)l > С1 )

1'до- ц- константа, характеризующая плотность локализованных состоянии в обобщенном хвосте,

В четвертой главе приводг ся экспериментальные результаты по исследованию характеристик ФЛ в плойках а-ззj__,;Cx:li в длагд-зоне всего состава. Приведены характеристики спектров ФЛ пленок a—Sij_xC-c:lI при стационарном чозбуздэнш: зона-зона, измеренные при тсмяЬрлту(je 77 К, Показано, что ьиергия максимума п полуширина спектров ФЛ пленок линенне растут в области■состава от х = О до х - 0,'Ч),5. а при дальнейшем роста х до 1,0 оноргия макету-ма спектров ФЛ п значительной мора зависит от технологического режима осаздешш пленок, а полушрнпа спектров остается постоянной. ■

Исслодоваиы тэмпературнио зависимости интенсивности шг'э-г^альноп M для пленок a-fiij_xCx:U различного состава (рис.-:). Как видно из рисунка, наблюдается резкое ослабление: температурного гашения ФЛ о ростом х, особенно в области составов х > 0,4+ 0,5. Для х - 0 в диапазоне температур 50+290 К ¡ытенсишюсчь <М гадют на 4 порядки и зависимость I(T) хорошо описывается обратным законом 'ррониуса:

IÇÏ) = 10охр(-Т/Т0), (2)

где Т0' « 20 К. iiOvU' это выражение применить ьдя углародосодер-«ащих шюнок, то параметр TQ быстро растет с ростом х и ухо при X - O.bU достигает 2U5.K.

Обнаружено тагсле, что. низкотемпературная квантовая эффективность пленок a-Bij_xCx:lI з области состава х = 0,6+1,0 высока ( —0,1+0,3) и практически не зависит от х.

Ослаблений температурной зависимости в системе a~sij_xOx;II с рстом х обусловлено двумя причинами.;В (области гомогенности состава от х - 0 до к - 014 это облабло/ше связано с падением низкотемпературной цвантовсй уВДокшм-гости , т.о ¡¡остом дефектности пленок. Как известно, при большой дефектности ооношю.; канал безызлучательноЯ рекомбинации - это темнесатурно .чезависпмнН

или олабо&ависнмый процесс туннслирования .черавповео-пых носителей заряда из локализованного состояния на дефекты (без термолкти • вации в разрешенные зоны ).

3 области х > 0,4 система a-sij_xCx:H становится негомогенной. Именно негомогешюсть является главной причиной того, что квантовая объективность излучателыюЧ ре комбинации резко возрастает, а температурное гаыение резко ослабляется. '

Отмечено также, что в области составов х<0,4 форма спектров ФЛ зависит от температура. Этот факт известен для a-si:H и объясняется термическим выбросом часет неравновесных носителей из локализованных состояний в зону проводимости о последующим их перераспределением.В облас ти г.е составов х > 0,5 форма спектра ФЛ не зависит от температуры, что может слу.;;ять ещё одним аргументом в пользу заключения о негомогенности системы.

Последующим этагом в ходе исследования пленок a-sij_xG^:H являлось кзученио кинетики затухания ФЛ. На рис.3 представлена серил кривых затухания М, нормированных на начальную интенсивность для пленок различного состава при возбуждении с Евод(5 -3,60 оВ к Т = 77 К. 1Сак видно из рис.3,наблюдается сильное изменение скорос-и затухания с увеличением х, особенно при х ~ 0,4 - 0,5. Серия выявляет ещё одну, важную, на наш взгляд, особенности. ¡Ложно выделить на кривых спада две области: область быстрого спада, t < 100 не (область времени характерной для екситоноподобкой рекомбинациии область медленного спа-

Рис.3.

да, £ •> 100 но (область времени характерной для туннельной из-лучателыюй рекомбинации 1(и заглотить, что по мера роста х область быстрого спада становится доминирующей, а в области, t> >100 не спад ускоряется. В пленках а-С:Н механизм излучательной рекомбинации переходит полностью в экоитоноподобную с характерным выменем 5 но.

В пленках а-£1т_хСх:П различного состава так же,как и в а-0:11,наблюдаются усталость Ш л аптисюксовское крыло ФЛ.

На основе анализа результатов исследования концентрационных зависимостей ФЛ, а именно: ослабления температурного гашения высокой квантовой эффективности, кинетики затухания и антисток-совского излучения-обсувдаются возможные причина сильной пространственной корреляции неравновесных электронов и дырок в нлелках^обогаденнах углеродом.

Делается вывод в пользу того, что причиной корреляции является нех'о;»;огенность углородообогащенных пленок. Обобш.ается моде.гь гранулярной структурной евгкн доя таких пленок. Флзиче-

•кан причина возникновения такой сетки - енерготкчеслсал ьыгод 2

нооть кластеризации ¿у фазы в матрице более иирокозош-шх д^аз, йойншюшцп кластеров п их размер завися? ¡ш только от содержания у1 лс(л)да,ио н от рех.хмов '¿е.п'олсгпн получения японок.

- IS -

D заключении приведены основные выводи диссертационной ррбоТЫ.

Основные результаты диссертации опубликованы п следующих работах:

1. Васильев В Л., Волков А.С., Мусабоков К., Теруков Д.И. Особенности .'отолшииосцоиции пленок аморфного гидрогенизирован-ного углерода а-0:11 //Письма в ПФ.-ШУ.-Т.14,вып.18.-С.1675-IG30.

2. УлолАlyev V.A., Volkov A.S., Muaabekov G., Teruiov Е.1., Cbelnokov V.E., Chrruyshcv S.V. Photolumlnoooence of Amorphouo HyflroGi -lafcrd Coxbon Filina, n-C til // Moter, Res, Soc. Syirp, (U.S. A. ) 1989. -V. 1*1-9. -P.347-351.

3. Бабаев Л.А., Теруков Е.И., £цанович И.О., Мусабоков Б. Фотолюминесценция в плойках a-8ij_ХСХ:Н и a-Glj_xKx:i; // ФТП.-1989.-Т.23, вып.4'.-С.63К-639. '

4. Veasily 4V V.A., Volkov А.З., Musabekov S., D'arukov 3.1., Cherrynhov S.V., ¡jhornykov Yu.M. L'f.fect of Hopping on Pliotoluni-noscencs (PL) of Amorphous С «II // Abotractn Third Intim. Conf. Hopping and Helat. Phenom. Chap«l Hill (U.S.A.), 1°B9.

5. Васильев В.А., Волков Л.С., Ыусабеков Е., Теруков К.'Л., Чорнышов О .В. Фотолюминесценция пленок аморфного гидрогенизирован-ного углерода а-С:Н // Труды Мевдународной конференции "Некристаллические полупроводники-09"/ Аморфный кремний и структура на его основе. Ужгород, ГЭКЭ.-С .154-156.

6. Vaosilye-v V. А., Volkov A.S., Musafcekov П., Terukov Е.Х., Chcrcychov ¡3.V., Shernykov Tu.M. PhotolumineHoencc of Amorphous Hydrocmated .'3Шсоп-СагЪоп (a-i>l1_xOx:H'l Films // J.lfon-C'ryat.

Bol. 193?. -V.1-H. -Р.П07-509.

7. Васильев В.Д., Волков A.C., Мусабаков E., Теруков ЕЛ!.. Чернышов С.В. Антистоксовское из.чучение аморфных пленок углерода а-С:Н // ФТТ.-I990.-Т.32, вып.3.-С.784-788.

Цитированная литература

1. Street: Н.А. Luminescence and Reccribiratiou la НуЗгосчпе-ted Amorphous Silicon // Ailv.rhys. -1931. -7.30,Ko5. -P.593-:7'>.