Growth and structure of polymorphous silicon a material obtained by the incorporation of silicon nanoparticles in an amorphous matrix-application to thin film transistors
- Autores: Anna Fontcuberta i Morral
- Directores de la Tesis: Pere Roca i Cabarrocas (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2001
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Joan Ramon Morante Lleonart (presid.), Pere Roura i Grabulosa (secret.), Josep Calderer Cardona (voc.), Olivier Bonnaud (voc.), Ugustin Martínez A (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El trabajo presentado en este manuscrito de tesis está destinado a la comprensión de un nuevo material desarrollado en el Laboratorio de Física de Interficies y Capas Delgadas (Ecole Polytechnique, Palaiseau): el silicio polimorfo (pm-Si:H).
El desarrollo de este material está ligado al estudio de la formación de polvo en los plasmas de silano. Se considera polvo a partículas que pueden llegar a las varias micras de diámetro, pero los precursores de las cuales son entidades de pocos nanómetros. Es lo que llamamos nano-partículas.
El silicio polimorfo se deposita en condiciones de plasma cercanas a la formación de polvo, lo cual debería de resultar en la incorporación de nano-partículas en el material. Des de 1998 toda una serie de experiencias muestran que el pm-Si:H tiene propiedades eléctricas mejores que el silicio amorfo estándar (a-Si:H). Además, se realizaron dispositivos fotovoltaicos con pm-Si:H, dando lulgar a células solares estables con la exposición al sol. Son precisamente estas cualidades las que motivaron todo este estudio sobre su estructura y condiciones de elaboración.
Este trabajo ha sido abordado des de tres puntos de vista diferentes: el plasma, el crecimiento y su estructura. La naturaleza particular de este material ha necesitado el desarrollo de varias técnicas especiales.
Por un lado, los estudios de la Cavidad Láser Resonante permiteiron de medir concentraciones de nano-partículas del orden de 10-10 cm-3, en condiciones de obtención del pm-Si:H.
Por otro lado, los estudios in situ realizados por Elipsometría Espectroscópica (SE) mostraron un crecimiento homogéneo del material. La interpretación de la función dieléctrica del material obtenida por (SE) necesitó el desarrollo del modelo de Tetraedro. Esto permitió de avanzar en la comprensión de la estructura de este material. Vimos como el pm-Si:H se trata de un material con mucho hidrógeno (15-25%), pero al mismo tiempo con un
