Modüle edilmiş fotoakım yöntemi ile amorf silisyum filmlerde yerleşik durum yoğunluğunun belirlenmesi

Abstract

ÖZET Amorf yarıiletkenlerin mobilite aralığında sürekli geli şigüzel ağ örgüsünden ve yapısal bozukluklardan ileri gelen yerleşik durumların enerjiye göre dağılışlarının saptanması bu malzemelerin taşıma mekanizmalarının anlaşılması açısın dan çok önemlidir. Yüksek alan:.ya da kapasitans-volta j (C-V) yöntemleri gibi bazı deneysel yöntemler hidro jenlenmiş amorf silisyum filmlerin yerleşik durumlarının dağılımının belirlen mesi için kullanılmıştır. Ancak bu yöntemleri yerleşik durum yoğunluğunun oldukça büyük olduğu buharlaştırılmış amorf film lere uygulamak mümkün değildir. Bu çalışmada buharlaştırma yoluyla hazırlanan filmlerin yerleşik durum yoğunlunluklar mın enerjiye göre dağılımları nın saptanması için yeni bir yöntem uygulanmıştır. Bu yöntem film üzerine gönderilen modüle edilmiş uyarı ışığı ile bu uyarı ışığı tarafından indüklenen fotoakım arasındaki faz kay masının incelenmesine dayanmaktadır. Faz kayması yerleşik du rum yoğunluğu ile doğrudan ilişkilidir. Öncelikle yöntemin geçerliliği kanıtlandıktan sonra iletkenlik bandı ile Fermi seviyesi arasında yaklaşık 300 meV. 'luk bir bölgede yerleşik durum yoğunluğunun enerjiye göre dağılımı belirlenmiştir.

SUMMARY Determination of the energetic distribution of localized states due to random network and structural defects within the mobility gap of amorphous semiconductors is of great im portance for understanding the transport properties of these materials. Some experimental techniques like the field effect and capacitance-voltage (C-V) methods have been used for de termining the form of these gap states in hydrogenated amorp hous silicon. However, it is quite impossible to apply these methods to evaporated amorphous silicon films, in which the density of localized gap states is quite high. In the present work a new method is applied on evapora ted amorphous silicon films to determine the distribution of their localized states. This method involves an analysis of the phase shift between the modulated exciting light and the photocurrent induced by it. The phase shift is directly re lated to the density of localized states. The validity of the method is confirmed and the distribution of the localized states is determined for a range of 300 meV. f