Плівковий гетероперехід з нанокластерною підсистемою для фотоелементів нового типу

Анотація

Наведено результати досліджень та описано технологію виготовлення плівкового гетеропереходу (ГП) типу pCu₂S  – nSi з нанокластерною підсистемою (НКП), що формується стохастично розподіленими нанокластерними центрами на границі розділу. Показано, що атомарні нанокластери проявляють властивості, відмінні від макроскопічної речовини, та дозволяють ефективно керувати фізико-хімічними характеристиками матриці. Модифікація ГП здійснювалася імплантацією кластерного растра острівкової структури на кремнієву підкладку перед осадженням шару сульфіду міді, що забезпечує плавний профіль енергії переходу та відкриває можливості для створення фотоперетворювачів.
Досліджено фотоелектричні ефекти у модифікованому ГП рCu₂S  – (Si-НКП) – nSi, зокрема спектральну інверсію, суперлінійні режими роботи та незвичайну люкс-амперну залежність. Встановлено, що введення НКП у базову p-область Cu₂S –Si значно підвищує інтегральну чутливість при високій освітленості, а геометрія та морфологія нанокластерних центрів відіграють вирішальну роль у формуванні властивостей ГП. Показано, що збільшення розмірів НК-центрів до сотень ангстрем призводить до зникнення фотоефекту та появи інших екстенсивних ефектів.
Запропоновано конструкцію фотоелемента з двома послідовно з’єднаними p–n-переходами протилежної дії, що забезпечує фотоелектричну активність у різних ділянках спектра. Отримані результати вказують на перспективність використання плівкових ГП типу рCu₂S – (Si-НКП) – nSi для розв’язання задач сучасної функціональної діагностики та створення нових елементів фотоелектроніки.