Хімія, фізика та технологія поверхні, 2011, 2 (2), 105-113.

Ефект Ваньє-Штарка при кімнатній температурі в двовимірних структурах макропористого кремнію з нанопокриттями



L. A. Karachevtseva, S. Ya. Kuchmii, K. P. Konin, O. O. Lytvynenko, A. L. Stroyuk

Анотація


Досліджено при кімнатній температурі осциляції оптичного ІЧ поглинання в двовимірних структурах макропористого кремнію з нанопокриттями мікропористого кремнію, SiO2 та нанокристалів ZnO. Осциляції з великою амплітудою спостерігались у спектральному діапазоні смуг поглинання поверхневими рівнями на межі поділу "кремній – нанопокриття". В наближенні сильного електричного поля розглянуто електрооптичний ефект, пов’язаний з резонансним характером розсіювання електронів поверхневими рівнями з різницею енергій між двома резонансами, яка дорівнює енергії сходинок Ваньє-Штарка. Резонансне розсіювання електронів визначає резонанси діелектричної проникності і відповідну зміну поглинання. При цьому ефект Ваньє-Штарка реалізується в результаті більшого часу розсіювання електронів у порівнянні з періодом їх осциляцій у сильному електричному полі освітленої межі "кремній – нанопокриття".

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Birner A., Wehrspohn R.B., Gösele U.M., Busch K. Silicon-Based photonic crystals // Adv. Mater. – 2001. – V. 13, N 6. – P. 377–388.

Karachevtseva L.A. Two-dimensional photonic crystals as perspective materials of modern nanoelectronics // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2005. – V. 7, N 4. – P. 430–435.

Glushko A., Karachevtseva L. Photonic band structure in oxidized macroporous silicon // Opto-Electron. Rev. – 2006. – V. 14, N 3. – P. 201–203.

Glushko A., Karachevtseva L. PBG properties of three-component 2D photonic crystals // Photonics and Nanostruct. Fundam. Appl. – 2006. – V. 4, N 3. – P. 141–145.

Karachevtseva L.A., Karas’ N.I., Onischen­ko V.F., Sizov F.F. Surface polaritons in 2D macroporous silicon structures // Int. J. Nanotechnol. – 2006. – V. 3, N 1. – P. 76‑88.

Karachevtseva L.A., Glushko A.E., Ivanov V.I. et al. Out-of-plane optical transmittance of 2D photonic macroporous silicon structures // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2007. – V. 10, N 2. – P. 51–57.

Holiney R.Yu., Matveeva L.A., Venger E.F. et al. Electroreflectance study of macroporous silicon surface // Appl. Surf. Sci. ‑ 2001. – V. 172, N 3–4. – P. 214–219.

Karachevtseva L.A., Ivanov V.I., Lytvy­nenko O.O. et al. The impurity Franz-Keldysh effect in 2D photonic macroporous silicon structures // Appl. Surf. Sci. ‑ 2008. – V. 255, N 5. – P. 3328–3331.

Stroyuk A.L., Shvalagin V.V., Kuchmii S.Ya. Photochemical synthesis and optical properties of binary and ternary metal–semiconductor composites based on zinc oxide nanoparticles // J. Photochem. Photobiol. A. – 2005. – V. 173,N 2. – P. 185–194.

Canham L.T., Loni A., Calcott P.D.J. et al. On the origin of blue luminescence arising from atmospheric impregnation of oxidized porous silicon // Thin Solid Films – 1996. – V. 276, N 1–2. – P. 112–121.

Greaves R.C., Barkley R.M., Sievers R.E. Study of porous silicon properties by infrared spectroscopy // Anal. Chem. – 1985. – V. 57. – P. 2807‑2822.

Berezhkovskii A.M., Ovchinnikov A.A. Electron scattering on impurities in crystal in a constant electric field // Theor. Math. Phys. – 1979. – V. 39, N 2. – P. 284–288. (in Russian).

Berezhkovskii A.M., Ovchinnikov A.A. Real width of electron levels in crystal in a constant electric field // Fizika Tverdogo Tela. – 1976. – V. 18. – P. 3273–3278. (in Russian).

Kümmel R., Rauh H., Bangert E. Theory of Stark-Ladder Currents // Phys. Status Solidi B. – 1978. – V. 87, N 1. – P. 99–103.

Berezhkovskii A.M., Ovchinnikov A.A. Influence of impurities on the Wannier-Stark ladder in Semiconductor in a strong electric field // Phys. Status Solidi B. – 1982. – V. 110, N 2. – P. 455–459.

Ivanov V.I., Karachevtseva L.A., Karas N.I. et al. Photoeffects in silicon with regular structure of pores // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2007. – V. 10, N 4. – P. 72–76.

Karachevtseva L., Onyshchenko V., Sachenko A. Photocarrier transport in 2D macroporous silicon structures // Opto-Electron. Rev. – 2010. – V. 18, N 4. – Р. 394–399.

Karachevtseva L., Kuchmii S., Lytvynenko O. et al. Oscillations of light absorption in 2D macroporous silicon structures with surface nanocoatings // Appl. Surf. Sci. – 2010. – V. 257, N 8. – P. 3331–3335.

Snyder A.W., Love J.D. Optical Waveguide Theory. – London-New York: Chapman and Hall, 1983. – 364 p.

Harrick N.J. Optical spectrum of the semiconductor surface states from frustrated total internal reflections // Phys. Rev. – 1962. – V. 125, N 4. – P. 1165–1170.

Dekorsy T., Ott R., Kurz H., Köhler K. Bloch oscillations at room temperature // Phys. Rev. B. – 1995. – V. 51, N 23. – P. 17275–17278.




Copyright (©) 2011 L. A. Karachevtseva, S. Ya. Kuchmii, K. P. Konin, O. O. Lytvynenko, A. L. Stroyuk

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.