Lāzerablācijā iegūtu pusvadītāju nanokristālu īpašības

Abstract

ZnO un nanokristāliskā Si plānās kārtiņas tika iegūtas izmantojot pikosekunžu impulsu lāzera ablācijas metodi vakuumā uz pamatnes pie istabas temperatūras kā arī pētītas iegūto kārtiņu īpašības. ZnO paraugiem tika veikta pēcapstrāde apdedzinot to vakuumā un gaisā pie 600° C temperatūras un tika pētīta apdedzināšanas ietekme uz optisko absorbciju, fotoluminiscenci un elektriskajām īpašībām. Tika iegūtas arī ar alumīniju leģētas cinka oksīda plānā kārtiņa un pētītas tās optiskā absorbcija un elektriskā vadītspēja. Si plānajām kārtiņām ar atomspēku mikroskopu tika novērota nanokristāliskā struktūra, kuru apstiprina arī Ramana un optiskās absorbcijas spektri. Tika novērota absorbcijas malas nobīde uz lielākām fotona enerģijām (2,15 eV) un kristāliskā silīcija (c-Si) maksimuma nobīde uz mazākām viļņu skaitļa vērtībām. Sākotnējās nanokristāliskās kārtiņas veidošanās stadijas uz grafīta un vizlas tika pētītas ar atomspēku mikroskopu kā arī apspriests iespējamais kārtiņas augšanas mehānisms.

ZnO and nanocrystalline silicon thin films were produced by picosecond laser ablation in vacuum on substrate at room temperature. Properties of the films were studied. ZnO samples were annealed in vacuum and air at 600° C. Effect of annealing on optical absorption, photoluminescence and electrical properties was investigated. Aluminium was used for doping of ZnO thin films and their optical absorption and electrical conductivity was measured. A nanocrystalline structure of Si films was evidenced by atomic force microscopy, optical absorption and Raman spectroscopies. A blue shift of the absorption edge was observed in optical absorption spectra of the films and a downshift of crystalline silicon Raman peak was detected. Early stages of nanocrystalline film formation on mica and graphite substrates were studied by atomic force microscopy. Mechanism of nanocrystal growth on substrate is discussed.