Naslov
Hibridni spoj strukturiranoga silicija i organskoga poluvodiča za detekciju infracrvene svjetlosti
(Hybrid junction of structured silicon and organic semiconductor for infrared light detection)

Autori
Đerek, Vedran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Prirodoslovno-matematički fakultet

Mjesto
Zagreb

Datum
01.12

Godina
2016

Stranica
142

Mentor
Ivanda, Mile

Ključne riječi
silicij, nano-strukturiranje, mikro-strukturiranje, jetkanje, organski poluvodič, fotodioda, detektor infracrvene svjetlosti
(silicon, nano-structuring, micro-structuring, etching, organic semiconductor, photodiode, IR light detector)

Sažetak
Otkrićem osjetljivosti hibridnih silicij/organskih fotodioda u bliskom infracrvenom području dodan je još jedan pretendent u utrci za nasljednika tehnologije InGaAs detektora u bliskom infracrvenom području. No, unatoč potencijalnim prednostima hibridne silicijske tehnologije, slabi odziv ovih fotodioda nije dozvolio potencijalne primjene, ali je izazvao akademski interes i potaknuo nastavak istraživanja. Tema ovoga rada je istraživanje mogućnosti poboljšanja odziva takvih fotodioda strukturiranjem silicijske podloge na nano i mikro skali prije nanošenja sloja organskog poluvodiča. Pretpostavka o mogućem poboljšanju svojstava strukturiranjem došla je iz tehnologije fotonaponskih ćelija, u kojima se strukturiranje površine koristi u svrhu zatočenja svjetlosti višestrukim refleksijama i povećanjem efektivne površine koja apsorbira svjetlost. U tu svrhu pripremljene su kemijskim metodama strukturirane površine silicija na nano i mikro skali, te hijerarhijski organizirane strukture. Na takvim podlogama deponirani su tanki slojevi organskog poluvodiča tirskog purpura metodom epitaksijalnog rasta u reaktoru s vrućim stjenkama. Na silicij i organski sloj nanešeni su ohmski aluminijski kontakti, čime je formirana fotodioda. Odziv fotodiode testiran je laserskom svjetlošću u bliskom infracrvenom području. Za sve metode strukturiranja ostvareno je višestruko pojačanje fotostruje u odnosu na hibridne fotodiode pripremljene na ravnim podlogama u jednakim uvjetima kao i strukturirane fotodiode. Najveće pojačanje, od do dva reda veličine, opaženo je na podlogama čija je površina strukturiranima u silicijske mikropiramide anizotropnim jetkanjem (100) orijentirane pločice silicija. Mjerenjem spektralnog odziva izmjeren je odziv od 4-5 mA/W u uvjetima reverzne polarizacije od -1V na telekomunikacijskoj valnoj duljini od 1550 nm. Mjerenjima apsorptancije u vidljivom i infracrvenom spektralnom području isključeno je zatočenje svjetlosti kao uzrok pojačanja fotostruje, a mjerenjem efektivne površine isključeno je povećanje efektivne površine. Predložen je model djelovanja hetero-fotodiode koji pretpostavlja zapinjanje Fermijeve i LUMO razine organskog poluvodiča unutar procjepa silicija. Kao razlog pojačanja fotostruje predložen je model pojačanja električnog polja na oštrim vrhovima strukturiranih podloga.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Fizika, Kemija

POVEZANOST RADA