Влияние неоднородности структуры на люминесцентные свойства кремниевых нанокристаллитов

Abstract

Исследованы особенности фотолюминесценции различных форм наноструктурированного кремния, а также проявления термо- и туннельной люминесценции, обусловленные разделением неравновесных носителей заряда между фотовозбужденным кремниевым ядром и его периферийными оболочками SiOx и SiO₂. Предложена модель "двухтактного зарядового поршня", действующего последовательно на электронную и дырочную компоненты посредством оже-процесса, который происходит в условиях ограниченного объема и обеспечивает пространственное разделение носителей заряда.

Досліджено особливості фотолюмінесценції різних форм наноструктурованого кремнію, а також прояви термо- і тунельної люмінесценції, які обумовлені розділенням нерівноважних носіїв заряду між фотозбудженим кремнієвим ядром та його периферійними оболонками SiOx та SiO₂. Запропоновано модель «двотактного зарядового поршня», дія якого спрямована послідовно на електронну та діркову компоненти внаслідок оже-процесу, що відбувається в умовах обмеженого об’єму і забезпечує просторове розділення носіїв заряду.

The features of the photoluminescence and the manifestation of thermally stimulated and tunneling luminescence due to the separation of nonequilibrium charge carriers between the photoexcited silicon core of a nanocrystallite and its peripheral layers of SiOx and SiO₂ are investigated for different forms of nanostructured silicon. A model is proposed wherein a “two-stroke charge piston” acts in turn on the electron and hole components by means of an Auger process which occurs under restricted volume conditions and brings about a spatial separation of the charge carriers.