Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Powiadomienia systemowe

Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: carbon-germanium glasses

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Nanostruktura amorficznych półprzewodników germanowęglowych

Kazimierski P.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2002

Z. 310

3-56

W pracy omówiono zależność struktury elektronowej i właściwości elektrycznych amorficznych szkliw germanowęglowych wytwarzanych w plazmie niskotemperaturowej od ich budowy chemicznej i nadcząsteczkowej. Główną uwagę skupiono na cienkich warstwach produkowanych z tertametylogermanu w reaktorze trójelektrodowym. W zależności od energii jonów bombardujących powierzchnię rosnącej warstwy, materiały te mogą charakteryzować się jedną z dwóch struktur elektronowych: amorficznego półprzewodnika (a-S) albo amorficznego izolatora (a-I). Istniejące różnice w strukturze elektronowej próbowano powiązać ze zmianami w budowie chemicznej materiału. Wykonano w tym celu badania składu elementarnego, gęstości, absorpcji w podczerwieni i spektroskopii Ramana. Uzyskane wyniki pozwoliły stwierdzić, że przejście od warstw typu a-I do a-S polega na pojawieniu się specyficznej nanostruktury związanej z wyodrębnieniem się germanu w postaci ziaren osadzonych w matrycy węglowej. Jednocześnie wykazano, że skład elementarny, gęstość, stopień usieciowania, liczba i rodzaj grup funkcyjnych nie wykazują żadnych gwałtownych zmian w obszarze przejścia. Ustalono, na podstawie badań spektroskopii XPS oraz mikroskopii sił atomowych (SPM), że ziarna germanu w warstwach półprzewodnika nie są rozmieszczone równomiernie w matrycy węglowej ale tworzą strukturę wyższego rzędu skupiając się w domeny o średnicy około 60 nm. Średnie odległości pomiędzy ziarnami wewnątrz domen są przy tym mniejsze niż • pomiędzy ziarnami należącymi do różnych domen. W obrębie poszczególnych ziaren następuje delokalizacja stanów elektronowych tym samym tworząc z nich naturalne centra transportu ładunku. Tak zdefiniowana nanostruktura półprzewodzących szkliw germanowęglowych determinuje ich właściwości elektryczne. Badania przewodnictwa elektrycznego stało- i zmiennoprądowego przeprowadzone w szerokim zakresie temperatur i częstości pomiarowych pozwoliły ustalić, że transport nośników ładunku jest w tych materiałach procesem perkolacyjnym (perkolacja typu R) i polega na przeskokach nośników pomiędzy sąsiednimi ziarnami germanu. Wskazano, że zaproponowane w pracy nowatorskie podejście, tłumaczące właściwości amorficznych szkliw germanowęglowych istnieniem w nich specyficznej nanostruktury (uporządkowaniem średniego zasięgu) może mieć, w świetle ostatnich doniesień, znacznie ogólniejszy charakter stosując się do całej klasy amorficznych półprzewodników.

The dependence of the electronic structure and electrical properties on molecular and supermolecular structures in the case of plasma deposited carbon-germanium glasses is reported. Particular attention is devoted to thin films produced from tetramethylgermane in the three-electrode reactor. Depending on the energy of ions bombarding the surface of the deposited film two distinct kinds of material can be fabricated, namely amorphous insulator (a-I) and amorphous semiconductor (a-S). An attempt is done to correlate the differences in the electronic structure with changes of the molecular structure. To this end, investigations of chemical composition, mass density, infrared absorption and Raman spectroscopy have been realized. The obtained results allow ones to state that the transition from a-I to a-S proceeds due to the appearance of specific nanonstructure consisting in the separation of germanium reach grains from carbon matrix. The transition effect is not accompanied with any rapid changes in atomic composition, mass density, cross-linking and density as well and kind of chemical groups. Based on XPS spectroscopy and scanning probe microscopy (SPM) it is proved that germanium grains are not randomly distributed in the carbon matrix but agglomerate forming domains of 60 nm in size. An average distance between grains inside domain is relatively shorter than that separating two domains. Within the subsequent grains, the electronic bands are delocalized forming effective transport states. Such defined nanostructure of amorphous carbon-germanium semiconductors determines their electrical properties. Investigations of d.c. and a.c. conductivity realized in the wide temperature and frequency range result in conclusion that charge transport is the percolation process (R type) and consists largely in carriers jumping between neighboring germanium grains. On the basis of the last revelations, the proposed new approach correlating electronic structure of plasma-deposited carbon-germanium glasses with their nanostructure (medium range order) seems to be more general one applying to the whole class of amorphous semiconductors.