Regensburg 2002 – scientific programme
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HL: Halbleiterphysik
HL 11: Poster 1
HL 11.34: Poster
Monday, March 11, 2002, 17:00–19:30, Poster A
Ladungstransport in dünnen Schichten aus Silizium-Nanokristallen — •F. Voigt1, R. Brüggemann1, T. Unold1, J.P. Kleider2, G. Ledoux3, F. Huisken3 und G.H. Bauer1 — 1Fachbereich Physik, Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg, 26111 Oldenburg — 2LGEP, CNRS, SUPELEC, Universités Paris VI et XI, France — 3MPI für Strömungsforschung, Bunsenstrasse 10, 37073 Göttingen
Silizium-Nanokristalle mit 3 - 4 nm Durchmesser wurden durch CO2-Laser-induzierte Dissoziation von SiH4 in einem Flussreaktor auf Glas- und Quarzsubstraten deponiert. Diese Nanokristalle zeigen nach Oberflächenpassivierung durch Oxidation an Luft Photolumineszenz im sichtbaren Bereich [1]. Der Ladungstransport in den Silizium-Nanokristallen wurde mit Dunkelstrommessungen in koplanarer Kontaktanordnung und in Sandwichkontaktkonfiguration untersucht. In koplanarer Kontaktanordung ergaben sich bei Raumtemperatur elektrische Leitfähigkeiten kleiner 10−10 S/cm. Strom-Spannungs-Kennlinien in Sandwichkontaktkonfiguration weisen drei Bereiche auf: Für 0 - 1 V dominieren Kontaktwiderstände. Für 2 - 4 V bestimmen die elektrischen Eigenschaften der Nanokristallschicht den Strom. In diesem Bereich hängt der Strom I exponentiell von der angelegten Spannung U gemäß I(U)=I0 exp(AU) ab. Dabei wird die exponentielle Steigung A mit zunehmender Dicke der Silizium-Nanokristall-Schicht kleiner. Für Spannungen > 4 V werden Durchbrüche beobachtet. Wir stellen ein Modell zum Mechanismus des Ladungstransportes in diesen Nanokristallschichten vor.
[1] G. Ledoux, O. Guillois, D. Porterat, C. Reynaud, F. Huisken, B. Kohn, V. Paillard, Phys. Rev. B. 62, 15 942 (2000).