Structural and optical properties of compensated microcrystalline silicon films

Boron-doped microcrystalline silicon films were deposited in a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system using silane (SiH4) diluted in hydrogen, and diborane (B2H6) as a dopant gas. The effects of the Boron concentration on the optical and structural properties were investigated by the constant-photocurrent method (CPM) and atomic force microscopy (AFM) measurements. The variations in the optical constants (refractive index, absorption coefficient and optical gap) as a function of wavelength were carried out from the optical transmission and CPM spectra. By increasing the doping level, a systematic increase in the absorption coefficient spectra in the low-energy region between 0.7 - 1.2 eV was observed. It was found that the increase of Boron concentration in the samples results in changes of the grain size. Correlations between optical properties and the density of states (DOS) were also studied.Fil: Dussan, A.. Universidad Nacional de Colombia; ColombiaFil: Koropecki, Roberto Roman. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Schmidt, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Hydrogenated amorphous silicon as a base material for obtaining polycrystalline silicon thin films

En este trabajo se estudia la evolución de las propiedades estructurales y de transporte eléctrico de películas delgadas de silicio amorfo hidrogenado, sometidas a distintos tratamientos térmicos. Las muestras fueron preparadas por PECVD a diferentes temperaturas y a altas velocidades de deposición. Los procesos térmicos post-deposición, realizados para analizar el cambio de fase amorfa-cristalina, la nucleación y el crecimiento de granos, se orientaron a determinar las mejores condiciones para obtener películas delgadas de silicio policristalino con el mayor tamaño de grano posible. El proceso de cristalización del silicio amorfo hidrogenado, mediante tratamientos térmicos escalonados y secuenciados, dio como resultado un material nanocristalino.Fil: Budini, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Schmidt, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Buitrago, Roman Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Porous silicon/sno2:f junction. effect of doping on the electrical and structural properties

En este trabajo se presentan resultados de la caracterización eléctrica y estructural de junturas del tipo Schottky, obtenidas a través de la deposición de SnO2:F sobre silicio poroso, utilizando la vía Sol-Gel como mecanismo de deposición. Parámetros estructurales del SnO2, como el parámetro de red y el tamaño de cristal fueron relacionados con la concentración del dopante. También se analizaron los efectos de este dopante (F) sobre algunas propiedades eléctricas como: la resistencia en serie, factor de idealidad, corriente de saturación inversa y corriente foto generada.Fil: Garces Pineda, Felipe Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; ArgentinaFil: Acquaroli, Leandro Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; ArgentinaFil: Dussan, A.. Universidad Nacional de Colombia; ColombiaFil: Koropecki, Roberto Roman. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química; Argentin

Fabricación y caracterización de nanoporos ordenados de Al2O3 obtenidos por anodización electroquímica del aluminio

Se estudiaron las características morfológicas de estructuras porosas ordenadas fabricadas sobre láminas de aluminio. Las estructuras se obtuvieron por ataque electroquímico utilizando un electrolito de carácter ácido. El diámetro de los poros generados varió entre 40 y 80 nm, con un espaciamiento en el rango de 85 a 115 nm. Las distribuciones de distancias y tamaños fueron obtenidas con mediciones de microscopía de fuerza atómica y microscopía electrónica de barrido. Se encontró una fuerte dependencia del diámetro de poro con el voltaje aplicado, la cual fue contrastada con resultados de otros autores. Se estudió la aplicación de esta metodología de fabricación de la estructura porosa para el caso de usar películas delgadas de aluminio.Fil: Garcés, F.A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Acquaroli, Leandro Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Kinetics of photo-oxidation of nanostructured porous silicon

Durante la recombinación bimolecular de portadores fotogenerados en silicio poroso nanoestructurado, la energía puede relajar en forma no radiativa a través de fluctuaciones de alta energía y corta vida (SLEFs) que provocan movimiento de átomos de hidrógeno presentes en la superficie de los poros, pudiendo incluso exodifundir. Durante estas fluctuaciones se producen además enlaces colgantes que generan estados de defecto, atenuando la luminiscencia del material. La creación de enlaces olgantes, el decaimiento de la fotoluminiscencia y catodoluminiscencia, y la exodifusión de hidrógeno responden a la misma cinética determinada por la existencia de SLEFs. Se muestra que la cinética de foto-oxidación del silicio poroso preparado bajo condiciones de iluminación intensa puede explicarse con un modelo que contempla como factor limitante al cubrimiento superficial con hidrógeno, controlado por SLEFsDuring bimolecular recombination of photogenerated chariers, non radiative energy relaxation can occur in nanostructured porous silicon, through short lived-high energy fluctuations (SLEFs). During these fluctuations, hydrogen atoms present in the pore walls are moved, and hydrogen exodiffusion can also occur. Dangling bonds are also created producing defect states in the gap, which attenuates the porous silicon luminescence. The dangling bond creation, photoluminescence and cathodoluminescence dacay and hdrogen exodifussion show the same kinetics, which is determined by SLEFs existence. In this work we show that the kinetics of photo-oxidationof porous silicon prepared under high illumination conditions can be explained with a model which consider, as the limiting factor, the surface coverage with hydrogen, which is ruled by SLEFsFil: Jimenez, A.. Universidad Autónoma de Puebla. Centro de Investigación en Dispositivos Semiconductores; MéxicoFil: Ruano Sandoval, Gustavo Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area Investigación y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Balseiro). División Colisiones Atómicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Acquaroli, Leandro Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Física del Litoral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: García Salgado, G.. Universidad Autónoma de Puebla. Centro de Investigación en Dispositivos Semiconductores; MéxicoFil: Ferron, Julio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Física del Litoral; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingenieria Quimica. Departamento de Materiales; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Física del Litoral; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingenieria Quimica. Departamento de Materiales; ArgentinaFil: Koropecki, Roberto Roman. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Física del Litoral; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingenieria Quimica. Departamento de Materiales; Argentin

Direct observation of surface polarization at hybrid perovskite/Au interfaces by dark transient experiments

A distinctive feature of hybrid perovskite light-absorbing materials is the non-negligible ionic conductivity influencing photovoltaic performance and stability. Moving ions or vacancies can naturally accumulate at the outer interfaces (electrode polarization) upon biasing. Contrary to that approach, a modulation of conductive or recombination properties could manifest as an alteration in the low-frequency part of the impedance response, either producing inductive or large capacitive features. Under this last view, capacitances are not the response of polarized structures or charging mechanisms, but result from the modulation of currents. This work intends to provide pieces of evidence that assist us in distinguishing between these two dissimilar mechanisms, namely, real charge polarization and delayed current effects under bias in the dark. The analysis relays upon an experimental technique based on transient charging signals using the Sawyer-Tower circuit. Instead of applying an alternating small perturbation over a steady-state voltage (differential capacitance method), transient charging measures the resulting polarization upon a large bias step under the suppression of dc currents. Our findings reveal that real steady-state charge is indeed induced by the applied voltage in the dark, easily interpreted by means of charged real capacitors with values much larger than the geometrical capacitance of the film. The connection between that polarization and the charging of perovskite/contact interfaces is highlighted.Fil: Caram, Jorge Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Física del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Física del Litoral; ArgentinaFil: García-Batlle, Marisé. Universitat Jaume I; EspañaFil: Almora, Osbel. Universitat Jaume I; España. Universitat Erlangen-Nuremberg; AlemaniaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Física del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Física del Litoral; ArgentinaFil: Guerrero, Antonio. Universitat Jaume I; EspañaFil: Garcia-Belmonte, Germà. Universitat Jaume I; Españ

Desarrollo de cristales fotónicos de silicio poroso para diagnóstico biomédico

El silicio poroso (SP) es un material que actualmente está cobrando gran importancia en aplicaciones biomédicas debido a sus notables propiedades estructurales y optoelectrónicas. En este trabajo presentamos resultados de estructuras de SP desarrolladas con distintos tamaños de poro, aptas para el sensado de diversas moléculas biológicas. Se construyeron dispositivos ópticos con diámetros de poro entre 2 nm y 50 nm así como también dispositivos con diámetros de poros mayores a 50 nm, todos ellos centrados en la región visible del espectro electromagnético. Además, se evaluaron diversas técnicas de estabilización y modificación de las superficies de SP a fin de preparar las mismas para su aplicación. Se efectuaron ensayos preliminares de sensado biológico empleando un sistema basado en la afinidad de polimixina B por el lípido A (de lipopolisacáridos de origen bacteriano) con resultados satisfactorios.Fil: Lasave, Liliana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Priano, Graciela Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Koropecki, Roberto Roman. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Battaglini, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Study of porous silicon/transparent conductor oxide structures

El silicio poroso es un material que se puede obtener por anodizado electroquímico de superficies de silicio. Eligiendo convenientemente los parámetros de fabricación se obtienen estructuras porosas, constituidas de poros cilíndricos de una gran relación de aspecto. De este modo es posible fabricar poros del orden del micrón de diámetro (Silicio macroporoso). Las estructuras de silicio poroso poseen un área específica muy grande que permite una fuerte interacción con el entorno. Esto lo hace sumamente atractivo para su empleo en sensores y también en dispositivos fotovoltaicos. En todos estos casos su uso ha representado una alternativa interesante, y es aún objeto de estudio. La respuesta del material poroso se puede modificar depositando sobre él compuestos como los óxidos transparentes y conductores (TCO). Para este fin se usan técnicas como la vía sol-gel, spray pirólisis ó técnicas físicas de deposición como el “sputtering”. Este último es un método con el cual se logra una mayor reproducibilidad, pero económicamente es menos atractivo que el sol-gel. Dentro de los TCO más comúnmente usados, se encuentran el óxido de estaño, el óxido de estaño e indio, conocido como ITO, y el óxido de zinc. Estas estructuras modificadas, aplicadas a celdas fotovoltaicas se utilizan como contacto frontal dado que se comportan como una trampa de luz. Para caracterizar las estructuras obtenidas se utilizan técnicas de microscopía SEM, Rayos-X, espectroscopía de reflectancia, espectroscopía IR y microscopía de fuerza atómica. Además estos dispositivos se caracterizan eléctricamente a través de las curvas características J-V de las diferentes combinaciones.Porous silicon (PS) can be obtained by electrochemical anodizing of silicon surfaces. By appropriately selecting adequately the fabrication parameters it is possible to obtain porous structures constituted by cylindrical pores with a great aspect ratio. In this way, pores of around one micron in diameter can be manufactured (macroporous silicon). The PS structures have a large specific area that allows a strong interaction with the environment. This makes PS extremely attractive for many applications, such as sensing or photovoltaic devices. In all cases, this material has represented an interesting alternative which is, still under study. The response of the porous material may be modified by depositing onto it, materials like transparent conducting oxides (TCO's). For this purpose, techniques such as sol-gel, spray pyrolysis or physical deposition, like sputtering, are used. The latter is a method in which there is a better reproducibility, but results economically less attractive than the sol-gel method. Among the most commonly used TCO, for applications such as photovoltaic or sensing devices, are the tin oxide, indium tin oxide (known as ITO) and zinc oxide. These modified structures are used in photovoltaic devices as front contact layers since they behave like a light trap. Microscopy techniques like scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscopy (AFM), X ray diffraction, reflectance spectroscopy and IR spectroscopy were used in order to characterize the obtained structures. Also, the different fabricated structures were electrically characterized by J-V curve measurements.Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y TécnicasAgencia Nacional de Promoción Científica y TecnológicaUniversidad Nacional del Litora

Evolución fotoinducida de la luminiscencia en silicio poroso

Se reportan cambios en la fotoluminiscencia de muestras de silicio poroso expuestas a la atmósfera e iluminadas con luz azul (long = 400 nm). Las muestras fueron preparadas por anodizado electroquímico de obleas de silicio. El pico de fotoluminiscencia de las muestras no expuestas se encuentra centrado alrededor de 655 nm. A medida que transcurre el tiempo de exposición de las muestras, este pico disminuye en intensidad, mientras que se desarrolla uno nuevo centrado alrededor de 580 nm. Resultados de absorción IR ponen de manifiesto un fenómeno de oxidación de las muestras. A diferencia de las muestras expuestas a iluminación, las muestras no expuestas poseen una velocidad de oxidación muy inferior, en tanto que sus espectros de fotoluminiscencia no evolucionan. Los resultados son analizados en términos de un modelo microscópico que contempla la presencia de alambres cuánticos, cuyo diámetro se modifica durante la foto-oxidación produciendo cambios en el gap de confinamiento.Fil: Koropecki, Roberto Roman. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Schmidt, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin

Infrared studies combined with hydrogen effusion experiments on nanostructured porous silicon

Nanostructured porous silicon samples prepared by electrochemical anodization of p-type crystalline silicon were exposed to blue light irradiation (k ¼ 400 nm) in air atmosphere. We observed that both photoluminescence and IR spectra evolve during irradiation. We have monitored the evolution of the IR spectra and we have performed effusion experiments to study the photo-oxidation kinetics. Bands located at around 1100 and 900 cm-1 attributed to Si–O related modes are observed to grow with the illumination time, whereas a mode at 910 cm-1 assigned to SiH2 scissoring vibration decreases. The existence of an isosbestic point and the results from factor analysis reveal the presence of only two species evolving in a correlated way. The hydrogen effusion experiments corroborate that the photo-oxidation takes place in a preferential manner, at the expense of hydrogen bonded as dihydride.Fil: Koropecki, Roberto Roman. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Arce, Roberto Delio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Schmidt, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentin