ИСТИНА

В настоящее время базовым элементом твердотельной электроники является кремний. Широкие перспективы для миниатюризации электронных приборов на основе кремния, а также для создания новых принципов функционирования таких приборов, открываются при использовании низкоразмерных кремниевых структур, в частности кремниевых нанокристаллов. Кремниевые нанокристаллы представляют значительный интерес в случае их использования для создания светоизлучающих устройств, фотопреобразователей, газовых сенсоров, биомедицинских препаратов и многого другого. Однако фундаментальные процессы генерации, переноса и рекомбинации носителей заряда в таких системах, а также корреляция данных процессов со структурными свойствами самих кремниевых нанокристаллов (размером, формой) и особенностями их локального окружения практически не были изучены. В диссертационной работе были проведены систематические исследования оптических, электрических и фотоэлектрических свойств систем, содержащих ансамбли кремниевых нанокристаллов, на примере следующих материалов: наномодифицированного аморфного кремния - двухфазного материала, состоящего из матрицы аморфного гидрированного кремния с внедренными туда кристаллами кремния нанометрового размера; слоев кремниевых нанокристаллов, внедренных в матрицу диоксида кремния; и пористого кремния. В результате проведенных исследований были установлены общие закономерности по влиянию объемной доли нанокристаллов, их размера, формы и поверхностного покрытия на электронные процессы в системах, содержащих ансамбли кремниевых нанокристаллов. Это позволило научиться контролируемым способом, меняя структуру, изменять оптические и электрические свойства систем с кремниевыми нанокристаллами в полупроводниковых и диэлектрических матрицах. Полученные в работе результаты представляют значительный интерес и с практической точки зрения. Так, например, обнаруженная стабильность оптических и фотоэлектрических свойств пленок аморфного гидрированного кремния, содержащего малую объемную долю нанокристаллов, к длительному освещению в сочетании с высокой фоточувствительностью таких пленок, создает предпосылки для повышения КПД солнечных элементов на основе аморфного кремния и увеличения их срока службы. Показана также возможность создания люминесцентных концентраторов для тонкопленочных солнечных элементов на основе аморфного кремния путем фемтосекундной лазерной кристаллизации поверхностного слоя аморфного кремния.