"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Излучательная рекомбинация на ионно-индуцированных дефектах в тонких пленках твердых растворов Cu(In, Ga)Se2
Бородавченко О.М.1, Живулько В.Д.1, Мудрый А.В.1, Якушев М.В.2,3, Могильников И.А.2
1Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению, Минск, Беларусь
2Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
3Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Email: riayue@yandex.ru
Поступила в редакцию: 7 октября 2020 г.
В окончательной редакции: 14 октября 2020 г.
Принята к печати: 14 октября 2020 г.
Выставление онлайн: 11 ноября 2020 г.

В тонких пленках твердых растворов Cu(In, Ga)Se2 изучены радиационно-индуцированные эффекты после имплантации ионами водорода с энергией 2.5, 5 и 10 кэВ, дозой ~3·1015 см-2. Сравнительный анализ оптических характеристик неимплантированных и имплантированных водородом тонких пленок Cu(In, Ga)Se2 был проведен на основе измеренных спектров фотолюминесценции и спектров возбуждения люминесценции, снятых при температуре жидкого гелия, ~4.2 K. Ширина запрещенной зоны твердых растворов Cu(In, Ga)Se2, определенная по данным математической обработки спектров возбуждения люминесценции, составила ~1.171 эВ. В спектрах фотолюминесценции неимплантированных и имплантированных водородом пленок Cu(In, Ga)Se2 обнаружена интенсивная полоса с максимумом при ~1.089 эВ, обусловленная рекомбинацией свободных электронов с дырками, локализованными в хвостах валентной зоны. Установлено, что появление в спектрах фотолюминесценции широких полос с максимумами в области энергий ~0.92 и ~0.77 эВ обусловлено излучательной рекомбинацией неравновесных носителей заряда на глубоких энергетических уровнях ионно-индуцированных дефектов акцепторного типа, образующихся в запрещенной зоне твердых растворов Cu(In, Ga)Se2. Обсуждаются условия возникновения эффекта ионной пассивации оборванных электронных связей на поверхности и в объеме поликристаллических пленок Cu(In, Ga)Se2, а также природа точечных дефектов структуры и механизмы излучательной рекомбинации. Ключевые слова: твердые растворы Cu(In, Ga)Se2, фотолюминесценция, ионы водорода, дефекты, энергетические уровни, ширина запрещенной зоны.
  1. A. Polman, M. Knight, E.C. Garnett, B. Ehrler, W.C. Sinke. Science, 352 (6283), aad4424 (2016)
  2. M.A. Green, E.D. Dunlop, J. Hohl-Ebinger, M. Yoshita, N. Kopidakis, A.W.Y. Ho-Baillie. Progr. Photovolt.: Res. Appl., 28 (1), 3 (2020)
  3. T. Nishimura, S. Toki, H. Sugiura, N. Nakada, A. Yamada. Progr. Photovolt.: Res. Appl., 26 (4), 291 (2018)
  4. M.A. Contreras, L.M. Mansfield, B. Egaas, J. Li, M. Romero, R. Noufi, E. Rudiger-Voight, W. Mannstadt. Progr. Photovolt.: Res. Appl., 20 (7), 843 (2012)
  5. L.L. Kazmerskii. J. Electron Spectroscopy Relat. Phenomena, 150, 105 (2006)
  6. P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, W. Wischmann, M. Powalla. Phys. Status Solidi RRL, 8 (3), 219 (2014)
  7. P. Jackson, R. Wuerz, D. Hariskos, E. Lotter, W. Witte, M. Powalla. Phys. Status Solidi RRL, 10 (8), 583 (2016)
  8. M. Nakamura, K. Yamaguchi, Y. Kimoto, Y. Yasaki, T. Kato, H. Sugimoto. IEEE J. Photovolt., 9 (6), 1863 (2019)
  9. M. Imaizumi, T. Sumita, S. Kawakita, K. Aoyama, O. Ansawa, T. Aburaya, T. Hisamatsr, S. Matsuda. Progr. Photovolt.: Res. Appl., 13 (2), 93 (2005)
  10. K. Weinert, A. Jasenek, U. Rau. Thin Sol. Films, 431--432, 453 (2003)
  11. M.V. Yakushev, R.W. Martin, F. Urouhart, A.V. Mudryi, H.W. Schock, J. Krustok, R.D. Pilkington, A.E. Hill, R.D. Tomlinson. Jpn. J. Appl. Phys., 39, Suppl. 39-1, 320 (2000)
  12. M.V. Yakushev, R.W. Martin, J. Krustok, A.V. Mudryi, D. Holman, H.W. Schock, R.D. Pilkington, A.E. Hill, R.D. Tomlinson. Thin Sol. Films, 387 (1-2), 201 (2001)
  13. B. Dimmler, M. Powalla, H.W. Schock. Progr. Photovol.: Res. Appl., 10 (2), 149 (2002)
  14. A.V. Mudryi, V.F. Gremenok, A.V. Karotkii, V.B. Zalesskii, M.V. Yakushev,F. Lukkert, R. Martin. J. Appl. Spectroscopy, 77, 371 (2010)
  15. M.V. Yakushev, I.I. Ogorodnikov, V.A. Volkov, A.V. Mudryi. J. Vac. Sci. Technol., A29, 051201 (2011)
  16. D. Fink, J. Krauser, G. Lippold, M.V. Yakushev, R.D. Tomlinson, A. Weidinger, K.K. Dwivedi, S. Ghosh, W.H. Chung. Rad. Eff. Def. Solids, 145, 85 (1998)
  17. T. Tinoco, C. Rincon, M. Quintero, G. Sanchez Perez. Phys. Status Solidi A, 124 (2), 427 (1991)
  18. E.J. Friedrich, R. Fernandez-Ruiz, J.M. Merino, M. Leon. Powder Diffraction, 25, 253 (2010)
  19. A.P. Levanyuk, V.V. Osipov. Usp. Fis. Nauk, 133, 427 (1981)
  20. T. Gokmen, O. Gunawan, T.K. Todorov, D.B. Mitzi. Appl. Phys. Lett., 103 (10), 103506 (2013)
  21. F. Rong, G.D. Watkins. Phys. Rev. Lett., 58, 1486 (1987)
  22. M.V. Yakushev, J. Krustok, M. Grossberg, V.A. Volkov, A.V. Mudryi, R.W. Martin. J. Phys. D.: Appl. Phys., 49 105108 (2016)
  23. R.D. Tomlinson, A.E. Hill, G.A. Stephens, M. Imanieh, P.A. Jones, R.D. Pilkington, P. Rimmer, M. Yakushev, H. Neumann. Proc. 11th E.C. Photovoltaic Solar Energy Conf. (Motreux, Switzerland, 1992) p. 791
  24. M.V. Yakushev, R.D. Tomlinson, H. Neumann. Cryst. Res. Technol., 29 (1), 125 (1994)
  25. M.V. Yakushev, H. Neumann, R.D. Tomlinson, P. Rimmer, G. Lippold. Cryst. Res. Technol., 29 (3), 417 (1994)
  26. J.P. Biersack, L.G. Haggmark. Nucl. Instr. Meth., 174 (1-2), 257 (1980)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.