Fotoluminescência resolvida no tempo em a-Si1-x Cx:H
Lucicleide Ribeiro Cirino
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP C496f
Campinas, SP : [s.n.], 1997.
58 f. : il.
Orientador: Leandro Russovski Tessler
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Resumo: A eficiência quântica de luminescência h em ligas de silício-carbono amorfo hidrogenado (a-Si1-xCx:H) a baixa temperatura diminui com o aumento da concentração de carbono para amostras com menos de 25 % de carbono. A partir daí hpassa a aumentar com o aumento da concentração de carbono e sua...
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Resumo: A eficiência quântica de luminescência h em ligas de silício-carbono amorfo hidrogenado (a-Si1-xCx:H) a baixa temperatura diminui com o aumento da concentração de carbono para amostras com menos de 25 % de carbono. A partir daí hpassa a aumentar com o aumento da concentração de carbono e sua dependência com a temperatura diminui. O objetivo deste trabalho é entender os processos de recompilação presentes em a-Si1-xCx:H. Foram feitas medidas de fotoluminescência resolvida no tempo variando-se a temperatura entre 17 K e 300 K. As amostras utilizadas foram preparadas por PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) de misturas SiH4/CH4 no "regime de baixa potencia" de radio-frequência. Como no a-Si:H, o decaimento da PL em a-Si1-xCx:H não é exponencial, podendo ser descrito como uma distribuição de tempos de vida. As amostras com baixa concentração de carbono (<25 %), apresentam um pico de distribuição de tempos de vida centrado aproximadamente em 10-4s-10-3s, o qual se desloca para tempos mais curtos com o aumento da concentração de carbono ou com o aumento da temperatura. As amostras com maior concentração de carbono (>25 %), apresentam dois picos na distribuição de tempos de vida. O pico mais lento comporta-se qualitativamente da mesma forma que o pico presente nas amostras com menos de 25 % de carbono. A posição do pico mais rápido ( ~10-8s) praticamente não depende da temperatura. Nestas amostras os dois dependem pouco da concentração de carbono. O comportamento do tempo de vida de PL nas amostras com menos de 25 % de carbono e do pico mais lento das amostras com mais de 25 % de carbono pode ser explicado pelo modelo aceito para o a-Si:H. O pico rápido que aparece nas amostras com mais de 25 % de carbono é descrito por outro mecanismo de recompilação. Este mecanismo está provavelmente associado com funções de onda de elétron e buraco coincidentes no espaço, que podem ser originadas por flutuações anti-paralelas de potencial de curto alcance. Estas flutuações são fortalecidas quando a concentração de carbono aumenta
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Abstract: The low temperature luminescence quantum efficiency h of amorphous hydrogenated silicon-carbon alloys a-Si1-xCx:H decreases with increasing carbon concentration below 25%. For higher carbon concentrations h increases with increasing carbon concentration and is almost temperature...
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Abstract: The low temperature luminescence quantum efficiency h of amorphous hydrogenated silicon-carbon alloys a-Si1-xCx:H decreases with increasing carbon concentration below 25%. For higher carbon concentrations h increases with increasing carbon concentration and is almost temperature independent. The objective of this work is to understand the recombination processes that occur in a-Si1-xCx:H. Time resolved photoluminescence measurements were made over a temperature range from 17K to 300K. Samples were prepared by radio-frequency PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) from mixtures of CH4 and SiH4 in the "low power regime". As happens for a a-Si:H, the PL decay of a a-Si1-xCx:H is not exponential. It can be described by lifetime distribution functions. Samples with small carbon concentrations (<25%) show a peak in the lifetime distribution centered at about 10-4s-10-3s, wich shifts towards shorter lifetimes as the carbon concentration in increased or the temperature raises. Samples with carbon concentration higher than 25% present two peaks in the lifetime distribution. The peak with longer lifetime hehaves qualitatively in the same way as the peak observed in samples with less than 25% carbon. The peak corresponding to shorter lifetimes (~10-8s) is almost temperature independent. In these high content carbon samples the two peaks depend weaklu on the carbon concentration. The behavior of the PL lifetime in samples with less than 25% carbon and of the slow peak in samples with higher carbon concentrations can be described by the model accepted for a-Si:H. The faster peak in the higher carbon concentration samples involves another recombination mechanism. It is probably associated to completely overlapping electron and hole wavefunctions. This overlap can be found when electron and hole states are coincident in space. Such states can be caused by short-range antiparallel potential fluctuations which are enhanced as the carbon concentration increases
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