電界ストレス局所絶縁破壊による水素化アモルファスシリコン表面光誘起欠陥の直接観察

直接观察氢化非晶硅表面因电场应力局部介电击穿而产生的光致缺陷

• 批准号: 13750032
• 负责人: 有馬 健太
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750032/
• 关键词: 走査型トンネル顕微鏡; 水素化アモルファスシリコン; 表面; 原子構造; ショットキー障壁; 光誘起欠陥; 光照射; 整流特性; 太陽電池; 表面原子構造; 走査型トンネル顕微鏡; 水素化アモルファスシリコン; 表面; 原子構造; ショットキー障壁; 光誘起欠陥; 光照射; 整流特性; 太陽電池; 表面原子構造

本研究の目的は、太陽電池用材料として幅広く応用されている水素化アモルファスシリコン(a-Si : H)に関して、a-Si : H表面上の光誘起欠陥に局所的な電界ストレスを印加して生じた絶縁破壊をSTM観察によって検出し、光誘起欠陥とその周辺の局所原子構造との関係を明らかにすることである。本研究によって得た実績を以下に示す。(1)a-Si : H表面上で金属探針を走査し、キセノンランプの出力光から分光した単色光(630nm、1.96eV)をa-Si : H表面に照射しながらSTM観察を行った。その結果、光照射時にはa-Si : H表面と探針との間に流れるトンネル電流が、片側の極性(サンプルバイアス負側)で大きく増加するという特異な現象を見出した。(2)光照射時にトンネル電流が増加するメカニズムを解明した。すなわち、探針のPt-Irとa-Si : H表面で電気伝導を担うホールに対するショットキー障壁が形成されていることを予想した。そして、単色光照射時にa-Si : H表面近傍で電子ホール対が形成され、ホールに対する逆バイアス(サンプルバイアス負)印加時に、少数キャリアとしての電子がPt-Ir探針側に流れることによってトンネル電流が増加することを明らかにした。本成果は、a-Si : H表面近傍の光誘起欠陥を検出する上で重要な情報となり得る。(3)光照射を行った状態でSTM観察を行い、a-Si : H表面において原子スケールの輝点を見出した。これにより、光誘起欠陥を原子レベルで検出できる可能性を示した.

这项研究的目的是检测通过将局部电场应力应用于带有STM观察的A-SI：H表面的光诱导的缺陷引起的介电击穿，该缺陷在STM观察结果上，在氢化的无粒硅（A-SI：H）方面，该材料已被广泛地应用于solar的材料中，通过将其用于Solar的材料，通过将其用于局部性的局部距离，以将其用于局部性的局部性，以通过局部范围进行了局部性，以将其用于射击效果，以示出了一定的射击图，以示出了一定的射击力，以示出了射击力的射击力，以实现射击力的范围：并阐明光诱导的缺陷与周围的局部原子结构之间的关系。通过这项研究获得的结果如下。 （1）在A-SI：H表面上扫描了金属探针，并在用单色光（630 nm，1.96 eV）照射A-SI：H表面时进行了STM观察，这是Xenon灯的输出光的光谱。结果，我们发现了一种独特的现象，在光照射期间，在极性的一侧（样品偏置的负面）在A-SI：H表面和探针之间流动的隧道电流显着增加。 （2）我们已经阐明了用光照射时隧道电流增加的机制。换句话说，据预测，在探针的PT-IR和A-SI：H表面上形成了负责电传导孔的schottky屏障。还揭示了当辐照单色光时，电子孔对在A-SI：H表面附近形成，并且当孔反向偏置（负样品偏置）时，将电子作为少数载体流向PT-IR探头侧，从而导致隧道电流增加。该结果可能是检测A-SI：H表面附近光诱导的缺陷的重要信息。 （3）在照射光线时进行了STM观察，在A-SI：H表面上发现了原子尺度的亮点。这表明可以在原子水平检测到光诱导的缺陷。