Voigt, Felix (2006) Optoelectronic properties of size-selected silicon nanocrystals. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

Thin films of silicon nanocrystals (Si-nc) were produced by laser pyrolysis of silan and accumulated on various substrates. Layer growth, optical properties, charge transport, photoluminescence (PL) and electroluminescence (EL) were investigated on these porous layers. A stick-ball model for layer growth was developed and implemented by Monte-Carlo computer simulations. A limit value of 0.86 for the bulk porosity of the layers was calculated. The experimentally observed exponent of 1.5 in the power law dependence of the electric conductance on the Si-nc layer areal density was fairly well reproduced by further Monte-Carlo simulations. Severe instabilities in charge transport measurements were detected. EL was achieved from p-type crystalline silicon/Si-nc/metal structures. Depending on whether the spectral distributions of EL and PL agree or disagree, radiative recombination via quantum confined states or recombination via silicon oxide related states is proposed as mechanism of EL.

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Silizium-Nanokristalle (Si-nc) wurden durch laserinduzierte Pyrolyse von Silan hergestellt und auf verschiedenen Substraten in Form von dünnen Schichten abgeschieden. An diesen porösen Schichten wurden das Schichtwachstum, die optischen Eigenschaften, Ladungstransport, Photolumineszenz (PL) und Elektrolumineszenz (EL) untersucht. Ein Modell, das die Si-nc als Kugeln behandelt, die bei Berührung mit anderen Si-nc oder dem Substrat haften bleiben, wurde als Monte-Carlo-Computersimulation implementiert. Aus Simulationen ergab sich ein Wert von 0.86 für die Porosität der Schichten im Grenzfall für unendlich großes Volumen. Durch den Bau von Systemen mit Schichtenfolge kristallines Silizium (p-Typ)/Si-nc/Metall konnte EL erzeugt werden. Abhängig davon, ob die spektralen Verteilungen von EL und PL übereinstimmen, wird Rekombination zwischen quanteneingeschränkten Zuständen oder Rekombination über Zustände, die mit Siliziumdioxid in Beziehung stehen, als Mechanismus der EL vorgeschlagen.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	[Keine Schlagwörter von Autor/in vergeben.]
Controlled Keywords:	Silizium-Nanokristalle, Schichtwachstum
Subjects:	Science and mathematics > Physics
Divisions:	Faculty of Mathematics and Science
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:13
Last Modified:	08 Jul 2013 13:02
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/104
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-1341
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