hrvatski

Hibridni spoj strukturiranoga silicija i organskoga poluvodiča za detekciju infracrvene svjetlosti

Otkrićem osjetljivosti hibridnih silicij/organskih fotodioda u bliskom infracrvenom području dodan je još jedan pretendent u utrci za nasljednika tehnologije InGaAs detektora u bliskom infracrvenom području. No, unatoč potencijalnim prednostima hibridne silicijske tehnologije, slabi odziv ovih fotodioda nije dozvolio potencijalne primjene, ali je izazvao akademski interes i potaknuo nastavak istraživanja. Tema ovoga rada je istraživanje mogućnosti poboljšanja odziva takvih fotodioda strukturiranjem silicijske podloge na nano i mikro skali prije nanošenja sloja organskog poluvodiča. Pretpostavka o mogućem poboljšanju svojstava strukturiranjem došla je iz tehnologije fotonaponskih ćelija, u kojima se strukturiranje površine koristi u svrhu zatočenja svjetlosti višestrukim refleksijama i povećanjem efektivne površine koja apsorbira svjetlost. U tu svrhu pripremljene su kemijskim metodama strukturirane površine silicija na nano i mikro skali, te hijerarhijski organizirane strukture. Na takvim podlogama deponirani su tanki slojevi organskog poluvodiča tirskog purpura metodom epitaksijalnog rasta u reaktoru s vrućim stjenkama. Na silicij i organski sloj nanešeni su ohmski aluminijski kontakti, čime je formirana fotodioda. Odziv fotodiode testiran je laserskom svjetlošću u bliskom infracrvenom području. Za sve metode strukturiranja ostvareno je višestruko pojačanje fotostruje u odnosu na hibridne fotodiode pripremljene na ravnim podlogama u jednakim uvjetima kao i strukturirane fotodiode. Najveće pojačanje, od do dva reda veličine, opaženo je na podlogama čija je površina strukturiranima u silicijske mikropiramide anizotropnim jetkanjem (100) orijentirane pločice silicija. Mjerenjem spektralnog odziva izmjeren je odziv od 4-5 mA/W u uvjetima reverzne polarizacije od -1V na telekomunikacijskoj valnoj duljini od 1550 nm. Mjerenjima apsorptancije u vidljivom i infracrvenom spektralnom području isključeno je zatočenje svjetlosti kao uzrok pojačanja fotostruje, a mjerenjem efektivne površine isključeno je povećanje efektivne površine. Predložen je model djelovanja hetero-fotodiode koji pretpostavlja zapinjanje Fermijeve i LUMO razine organskog poluvodiča unutar procjepa silicija. Kao razlog pojačanja fotostruje predložen je model pojačanja električnog polja na oštrim vrhovima strukturiranih podloga.

silicij, nano-strukturiranje, mikro-strukturiranje, jetkanje, organski poluvodič, fotodioda, detektor infracrvene svjetlosti

nije evidentirano