Електричні та фотоелектричні властивості гібридних структур на основі поруватого кремнію і оксиду цинку

Abstract

Методом електрохімічного осадження вирощено масиви наноструктур оксиду цинку на поверхні поруватого кремнію. Виявлено вплив температури електроліту на морфологію вирощених шарів ZnO. У роботі вивчено вольт-амперні характеристики отриманих гібридних структур, часові і спектральні залежності їх фотовідгуку в широкому діапазоні електромагнітного випромінювання. Результати досліджень проаналізовано в рамках якісної моделі, за якою різні значення ширини забороненої зони наноструктур оксиду цинку, поруватого кремнію і кремнієвої підкладки забезпечують ефективне поглинання ультрафіолетового, видимого та інфрачервоного випромінювання. Отримані результати розширюють перспективу застосування структур на основі поруватого кремнію і ZnO у фотоелектроніці.

Методом электрохимического осаждения выращены массивы наноструктур оксида цинка на поверхности пористого кремния. Выявлено влияние температуры электролита на морфологию выращенных слоев ZnO. В работе изучены вольт-амперные характеристики полученных гибридных структур, временные и спектральные зависимости их фотоответа в широком диапазоне электромагнитного излучения. Результаты исследований проанализированы в рамках качественной модели, согласно с которой разные значения ширины запрещенной зоны наноструктур оксида цинка, пористого кремния и кремниевой подложки обеспечивают эффективное поглощение ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения. Полученные результаты расширяют перспективу применения структур на основе пористого кремния и ZnO в фотоэлектронике.

Zinc oxide nanostructured arrays were grown on porous silicon surface by electrochemical deposition method. The influence of temperature on the morphology of the grown ZnO layers is confirmed. Voltage-current curves of obtained hybrid structures are investigated. Time and spectral dependencies of the photoresponse of these structures are studied for a wide range of electromagnetic radiation. The results are interpreted in the frame of the qualitative model, which suggests that different band gap value for zinc oxide, porous silicon and silicon substrate ensure efficient UV, visible and IR absorption. Obtained data widen the perspective of using porous silicon based structures and ZnO in photoelectronics.