изучение колебательных свойств аморфного кремния методом ик-спектроскопии: лабораторная работа по курсу физика аморфных и нанокристаллических полупроводников

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО» ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра физики полупроводников и оптоэлектроники ИЗУЧЕНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ АМОРФНОГО КРЕМНИЯ МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ (лабораторная работа по курсу «Физика аморфных и нанокристаллических полупроводников») Нижний Новгород, 2007 2 Учебно-методические материалы подготовлены в рамках инновационной образовательной программы ННГУ: Образовательно-научный центр «Новые многофункциональные материалы и нанотехнологии» Национального проекта «Образование» УДК 539.213.2:537.311.33/621.382 Изучение колебательных свойств аморфного кремния методом ИКспектроскопии: Лабораторная работа по курсу «Физика аморфных и нанокристаллических полупроводников» / Сост. А.В. Ершов, А.И. Машин, И.А. Карабанова. – Н. Новгород: ННГУ, 2007. – 24 с. Настоящее описание предназначено для студентов старших курсов физического факультета ННГУ, обучающихся по специальности 210601 – «Нанотехнология в электронике». Рис. 19. Табл. 3. Составители: канд. физ.-мат. наук, доцент А.В. Ершов докт. физ.-мат наук, профессор А.И. Машин ведущий электроник И.А. Карабанова Рецензент: канд. физ.-мат. наук, зам. зав. лабораторией физики и технологии тонких пленок НИФТИ ННГУ Ю.И. Чигиринский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 2007 3 Цель настоящей лабораторной работы – практическое освоение физических основ инфракрасного (ИК) поглощения колебаниями атомов примеси в аморфном кремнии. Предметом изучения являются пленки аморфного кремния, полученного как в безводородной атмосфере (a-Si), так и гидрогенизированного a-Si:H. ВВЕДЕНИЕ Большой интерес в настоящее время представляет изучение колебательных свойств атомов примесей в аморфном кремнии, таких как H, O, N, C и других. Интерес к колебательным спектрам ИК-поглощения, ИКотражения и комбинационного рассеяния (КР) заключается в возможности получать качественную информацию о химическом составе, а также о строении, конфигурации и конформации, т.е. позволяет изучать фундаментальные характеристики ближнего порядка (БП). Особая актуальность этих исследований связана с разработкой и совершенствованием технологии получения aSi:H и его применением в современной оптоэлектронике. Пленки аморфного кремния и его сплавов обычно содержат ~ 1 ат. % посторонних примесей O, N, C, что обычно связано как с натеканием в вакуумную систему воздуха, так и с адсорбцией примесных атомов и молекул на стенках вакуумной системы до начала технологического процесса. Основная причина пристального внимания к контролю данных примесей заключается в их сильном влиянии (даже в небольшом количестве) на электрофизические свойства аморфного кремния. Кроме того, существенные изменения электрофизических свойств a-Si и a-Si:H могут происходить в зависимости от способа, условий приготовления и дальнейшей обработки. Это связано с изменением особенностей локальной структуры как ближнего, так и среднего порядка, что проявляется и в вариации колебательных спектров. Таким образом, колебательная спектроскопия является одним из методов исследования структуры материала; ее использование может помочь исследователю правильно связать физические