Project R-544

Titel

Elementaire niet-kristallijne halfgeleiders met verhoogde ladingsdragermobiliteit.

Abstract

Het onderzoeksproject, dat geaxeerd is op de elementaire amorfe halfgeleiders silicium en seleen, heeft reeds een belangrijk deel van zijn objectieven bereikt. In het silicium onderdeel werd gewerkt rond gehydrogeneerd amorf silicium (a-Si:H) sample die in een expanderend thermisch plasma (ETP) aan hoge depositiesnelheid worden bereid aan de Technische Universiteiten Eindhoven en Delft. Zowel de IMO als de KUL onderzoeksgroep, elk met zijn eigen analysetechnieken, stelde een hoge defectdichtheid vast in de bandkloof van het ETP a-Si:H. Er werd evenwel ook de hoogste tot dusver gerapporteerde gatenmobiliteit gemeten, en daarbij een veldonafhankelijkheid van die mobiliteit die eveneens uitzonderlijk is. Door middel van transiënte en stationaire fotogeleiding, fotoluminescentie, X-straal fotoëlektron spectroscopie en theoretische modellering werd voor deze phenomena een interpretatief toestandsmodel uitgewerkt. Amorf seleen werd als zuivere halfgeleider en in zijn industrieel benutte gestabiliseerde vorm onderzocht. De aanwezigheid en locatie in de bandkloof van geladen defectcentra met negatieve effectieve correlatieënergie werd aangetoond. Een conflict tussen het veel gebruikte Onsager model voor ladingsdragergeneratie en experimentele bevindingen werd opgelost. Analytische modellen voor het hopping transport dat in vele niet- kristallijne systemen primeert als geleidingsmechanisme werden geactualiseerd, voor Gaussische toestandsverdelingen uitgewerkt, en getoetst aan experimentele bevindingen. Gezien organische halfgeleiders daarbij de meest relevante voorbeelden zijn, werden dergelijke materialen mee in het onderzoek betrokken. Met de plasma-depositietechnieken die in de bereiding van amorf silicium courant zijn werden een aantal van de aluminium- en boornitrides neergezet die momenteel erg veel aandacht trekken. Het was aansluitend mogelijk de nog onbekende verdeling van bandklooftoestanden in die materialen vast te leggen en te karakteriseren.

Periode

01 januari 2001 - 31 december 2006