سنتز و بررسی خواص الکترواپتیکی سیلیکون متخلخل به روش ترکیبی شیمیایی و الکتروشیمیایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

چکیده

در این تحقیق، سیلیکون متخلخل به روش نوین حکاکی ترکیبی شیمیایی و الکتروشیمیایی سنتز شد و تغییرات خواص اپتیکی و ساختاری بر اساس درجه تخلخل نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در این روش سطح زیر لایه های سیلیکونی ابتدا توسط روش اچینگ شیمیایی به مدت Td (زمان تاخیر) آماده سازی گردید. سپس در روش اچینگ الکتروشیمیایی حفره‌های اولیه تولید شده در مرحله قبل، امتداد یافته و سیلیکون متخلخل یکنواختی ایجاد شد. با بهینه کردن زمان تاخیر Td، میزان تخلخل و یکنواختی حفره‌ها بهینه شد. مطالعات مورفولوژی و مشخصه‌یابی الکترواپتیکی نشان داد که نمونه‌ای که با زمان تأخیر بهینه تولید شده است، خواص فیزیکی بهتری دارد و می‌تواند در ادوات نوری همچون آشکارسازهای نوری به طور موثری مورد استفاده قرار گیرد. به منظور بررسی خواص الکترواپتیکی نمونه‌های متخلخل، آشکارسازهای نوری فلز-نیمه‌هادی-فلز بر پایه سیلیکون متخلخل ساخته شد. برای این منظور، دو الکترود شانه ای شکل از جنس نیکل به روش لایه‌نشانی تبخیر حرارتی بر روی نمونه‌ها رشد داده شد و نمودار جریان – ولتاژ نمونه‌ها تحت تابش نور مرئی و در تاریکی، مورد بررسی قرار گرفت. 

کلیدواژه‌ها


1. N. Naderi, and M. R. Hashim, Effect of Different Current Densities on Optical Properties of Porous Silicon Carbide Using Photo-Electrochemical Etching, Materials Letters, 88 (2012) 65-67.

2. M. Jaouadi, W. Dimassi, M. Gaidi, R. Chtourou, and H. Ezzaouia, Nanoporous Silicon Membrane for Fuel Cells Realized by Electrochemical Etching, Applied Surface Science, 258 (2012) 5654-58.

3. A. Loni, L. T. Canham, M. G. Berger, R. Arens-Fischer, H. Munder, H. Luth, H. F. Arrand, and T. M. Benson, Porous Silicon Multilayer Optical Waveguides, Thin Solid Films, 276 (1996) 143-46.

4. L. T. Canham, A. Loni, P. D. J. Calcott, A. J. Simons, C. Reeves, M. R. Houlton, J. P. Newey, K. J. Nash, and T. I. Cox, On the Origin of Blue Luminescence Arising from Atmospheric Impregnation of Oxidized Porous Silicon, Thin Solid Films, 276 (1996) 112-15.

5. L. T. Canham, T. I. Cox, A. Loni, and A. J. Simons, Progress Towards Silicon Optoelectronics Using Porous Silicon

Technology, Applied Surface Science, 102 (1996) 436-41.

6. R. S. Dubey, and D. K. Gautam, Porous Silicon Layers Prepared by Electrochemical Etching for Application in Silicon Thin Film Solar Cells, Superlattices and Microstructures, 50 (2011) 269-76.

7. Tuomo Nissinen, Timo Ikonen, Mejor Lama, Joakim Riikonen, and Vesa-Pekka Lehto, Improved Production Efficiency of Mesoporous Silicon Nanoparticles by Pulsed Electrochemical Etching, Powder Technology, 288 (2016) 360-65.

8. Hee Han, Zhipeng Huang, and Woo Lee, Metal-Assisted Chemical Etching of Silicon and Nanotechnology Applications, Nano Today, 9 (2014) 271-304.

9. Ayu Wazira Azhari, Kamaruzzaman Sopian, Mohd Khairunaz Mat Desa, and Saleem H. Zaidi, Optimization of Silver-Assisted Nano-Pillar Etching Process in Silicon, Applied Surface Science, 357, Part B (2015) 1863.

10. M. Lajvardi, H. Eshghi, M. E. Ghazi, M. Izadifard, and A. Goodarzi, Structural and Optical Properties of Silicon Nanowires Synthesized by Ag-Assisted Chemical Etching, Materials Science in Semiconductor Processing, 40 (2015) 556-63.

11. A. Ramírez-Porras, O. García, C. Vargas, A. Corrales, and J. D. Solís, Stochastic Quantum Confinement in Nanocrystalline Silicon Layers: The Role of Quantum Dots, Quantum Wires and Localized States, Applied Surface Science, 347 (2015) 471-74.

12. K. Kulathuraan, K. Mohanraj, and B. Natarajan, Structural, Optical and Electrical Characterization of Nanostructured Porous Silicon: Effect of Current Density, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 152 (2016) 51-57.

13. Feng Xie, Hai Lu, Xiangqian Xiu, Dunjun Chen, Ping Han, Rong Zhang, and Youdou Zheng, Low Dark Current and Internal Gain Mechanism of Gan MSM Photodetectors Fabricated on Bulk Gan Substrate, Solid-State Electronics, 57 (2011) 39-42.

14. A. F. Abd Rahim, M. R. Hashim, and N. K. Ali, High Sensitivity of Palladium on Porous Silicon Msm Photodetector, Physica B: Condensed Matter, 406 (2011) 1034-37.