Публикации автора

В данном обзоре обобщены основные результаты теоретических и экспериментальных работ, посвященных методам формирования и исследованию свойств низкоразмерных структур BaSi2 на кремнии. Данный дисилицид в силу своих оптических свойств, фотовольтаических характеристик и устойчивости к воздействию атмосферного воздуха признается целым рядом исследователей как перспективный материал для фотопреобразователей солнечных батарей. В результате обзора можно сделать выводы о том, что непрямому переходу BaSi2 соответствуют энергии в 0,83—1,1 эВ, а прямому — 1,23—1,3 эВ, максимальная концентрация зарядов в дисилициде бария с примесью бора — 1020 см-3, а максимальной подвижностью носителей заряда 1000 см2·В−1·с−1. Наибольшее значение КПД обнаружено у тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей на основе структур p-BaSi2/n-Si, которое на данный момент составляет 9—10 %. Отдельно отмечена сложность выполняемых работ при формировании BaSi2. При этом наличие примеси в сформированных образцах может существенно повлиять на их свойства как в положительную, так и отрицательную стороны. В настоящее время активно идет поиск методов формирования данного дисилицида с заданными свойствами, о чем также говориться в статье.

Методом высокотемпературного (800 оС) твердофазного (одноступенчатого и двухступенчатого) отжига на кремниевых подложках с ориентацией (111) сфор-мированы поликристаллические и ориентированные пленки дисилицида бария (BaSi2) толщиной до 100 нм. Однофазность пленок и их оптическая прозрачность ниже 1,25 эВ доказана по данным рентгеновской дифракции и оптических спектро-скопических методов. Установлено, что ориентированные пленки BaSi2 проявляют преимущественную ориентацию кристаллитов [(301), (601)] и [(211), (411)] параллельных плоскости (111) в кремнии. В ориентированных пленках обнаружены проколы, плотность которых и размеры уменьшаются при увеличении времени осты-вания после отжига при 800 оС. Расчет межплоскостных расстояний в решетке BaSi2 для выращенных пленок показал сжатие объема элементарной ячейки на 2,7 % для поликристаллической пленки, а для ориентированных пленок BaSi2 на: 4,67 % (10 минут остывания) и 5,13 % (30 минут остывания). При исследовании спектров комбинационного рассеяния света с изменяемой мощностью лазерного излучения установлено, что наибольшей устойчивостью обладают ориентированные пленки BaSi2, которые перспективны для создания солнечных элементов на кремнии. Определена максимальная плотность мощности лазерного луча (3109 Вт/м2), которая не приводит к началу разрушения данных пленок.