Estudio por Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR) de Nanocristales de Si Luminiscentes

D. COMEDI; A.M. GENNARO; J. WOJCIK; P. MASCHER

Salta

Congreso; 92ª. Reunión Anual de la Asociación Física Argentina,; 2007

AFA

Nanocristales de Si (Si-nc) embebidos en una matriz de SiO2 presentan luminiscencia en el visible debido a confinamiento cu´antico, estados electr´onicos en la interfaz Si/SiO2, o defectos. La interfaz tambi´en puede presentar enlaces pendientes de Si (dangling bonds - db), que inhiben la luminiscencia por recombinaci´on no radiativa. Estudiamos por EPR Si-nc embebidos en SiO2 fabricados por tratamientos t´ermicos de l´aminas de ´oxidos de Si subestequiom´etricos (SiyO1−y, donde y > 1/3). Tratamientos entre 900 y 1200oC llevan a la segregaci´on del Si en exceso y a la formaci ´on de Si-nc, adem´as de la aparici´on de fotoluminiscencia (1). Encontramos que los espectros de EPR exhiben picos asociados a db (g=2.006). Para temperatura de recocido fija, la intensidad aumenta con y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).2 presentan luminiscencia en el visible debido a confinamiento cu´antico, estados electr´onicos en la interfaz Si/SiO2, o defectos. La interfaz tambi´en puede presentar enlaces pendientes de Si (dangling bonds - db), que inhiben la luminiscencia por recombinaci´on no radiativa. Estudiamos por EPR Si-nc embebidos en SiO2 fabricados por tratamientos t´ermicos de l´aminas de ´oxidos de Si subestequiom´etricos (SiyO1−y, donde y > 1/3). Tratamientos entre 900 y 1200oC llevan a la segregaci´on del Si en exceso y a la formaci ´on de Si-nc, adem´as de la aparici´on de fotoluminiscencia (1). Encontramos que los espectros de EPR exhiben picos asociados a db (g=2.006). Para temperatura de recocido fija, la intensidad aumenta con y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).2, o defectos. La interfaz tambi´en puede presentar enlaces pendientes de Si (dangling bonds - db), que inhiben la luminiscencia por recombinaci´on no radiativa. Estudiamos por EPR Si-nc embebidos en SiO2 fabricados por tratamientos t´ermicos de l´aminas de ´oxidos de Si subestequiom´etricos (SiyO1−y, donde y > 1/3). Tratamientos entre 900 y 1200oC llevan a la segregaci´on del Si en exceso y a la formaci ´on de Si-nc, adem´as de la aparici´on de fotoluminiscencia (1). Encontramos que los espectros de EPR exhiben picos asociados a db (g=2.006). Para temperatura de recocido fija, la intensidad aumenta con y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).2 fabricados por tratamientos t´ermicos de l´aminas de ´oxidos de Si subestequiom´etricos (SiyO1−y, donde y > 1/3). Tratamientos entre 900 y 1200oC llevan a la segregaci´on del Si en exceso y a la formaci ´on de Si-nc, adem´as de la aparici´on de fotoluminiscencia (1). Encontramos que los espectros de EPR exhiben picos asociados a db (g=2.006). Para temperatura de recocido fija, la intensidad aumenta con y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).yO1−y, donde y > 1/3). Tratamientos entre 900 y 1200oC llevan a la segregaci´on del Si en exceso y a la formaci ´on de Si-nc, adem´as de la aparici´on de fotoluminiscencia (1). Encontramos que los espectros de EPR exhiben picos asociados a db (g=2.006). Para temperatura de recocido fija, la intensidad aumenta con y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).oC llevan a la segregaci´on del Si en exceso y a la formaci ´on de Si-nc, adem´as de la aparici´on de fotoluminiscencia (1). Encontramos que los espectros de EPR exhiben picos asociados a db (g=2.006). Para temperatura de recocido fija, la intensidad aumenta con y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).y, indicando que los db est´an asociados a los Si-nc. Cuando el recocido es realizado en ambiente con hidr´ogeno, se observa una reducci´on de la intensidad del pico, mostrando que H contribuye a la reducci ´on de la concentraci´on de db. Un an´alisis cuidadoso de los picos revela contribuciones adicionales que dependen de las condiciones de preparaci´on. Estos resultados se discutir´an en funci´on de estudios de estructura, fotoluminiscencia, y luminiscencia ´optica excitada por radiaci´on sincrotr´on (2). (1) Comedi, D., et al. J. Appl. Phys. 99, 023518 (2006); J. Vac. Sci. Technol. A 24, 817 (2006). (2) Comedi, D. et al. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1561 (2006); ECS Trans. 3, (11) 3 (2006).