INVESTIGADORES
SCHMIDT javier Alejandro
congresos y reuniones científicas
Título:
Estimación de la densidad de estados en silicio amorfo utilizando métodos de red fotogenerados
Autor/es:
VENTOSINOS, F.; SCHMIDT, J. A.; LONGEAUD, C.
Lugar:
Montevideo
Reunión:
Congreso; 2º Reunión Conjunta SUF-AFA; 2011
Institución organizadora:
Sociedad Uruguaya de Física
Resumen:
El conocimiento de la densidad de estados (DOS por sus siglas en inglés) en la banda prohibida de los semiconductores amorfos es de gran importancia para la tecnología fotovoltaica, ya que sus propiedades de transporte eléctrico están estrechamente relacionadas con la distribución de estados en la banda prohibida. Es por ello que el desarrollo de técnicas para poder estimar dicha distribución de estados sigue siendo un área de gran interés e investigación en la Física de Semiconductores.En este trabajo se estudia la posibilidad de obtener la DOS a partir de mediciones realizadas con las técnicas Red Fotogenerada Oscilante (OPG) propuesta por los autores, y la Red Fotogenerada de Móvil (MGT), propuesta por Haken et al. Ambas técnicas consisten en hacer incidir dos haces coherentes de luz láser, con igual polarización, sobre la superficie de una muestra. Uno de los haces incide de manera perpendicular sobre la muestra, mientras que el otro incide formando un cierto ángulo. En la técnica OPG el haz que incide perpendicular atraviesa un modulador electro-óptico (EOM), el cual es ubicado de manera tal de alterar sólo la fase de la onda electromagnética, dejando la polarización constante. Enviando una función de onda triangular al EOM se logra un patrón de interferencia sobre la muestra cuya principal característica es que se mueve con velocidad constante en una dirección por la primera mitad del período, y en sentido opuesto en la segunda mitad del mismo, logrando así un movimiento oscilatorio. La fotocorriente que origina esta iluminación oscilante es de carácter alterna, con lo cual esta técnica permite la detección sincrónica utilizando un amplificador lock-in. Por su parte, en el método MGT se utilizan moduladores acusto-ópticos de forma tal de generar una pequeña diferencia de frecuencia entre ambos haces. Esto da como resultado un patrón de interferencia que se mueve con velocidad constante en un sentido fijo. La fotocorriente resultante es de tipo continua, la cual se puede leer con un electrómetro. Parte de nuestro actual trabajo consistió en determinar experimentalmente que ambas técnicas son equivalentes, puesto que ambas técnicas tienen un origen común: portadores de carga moviéndose a velocidad constante en un determinado sentido. En este trabajo se demuestra la equivalencia experimental entre ambas técnicas. Esta equivalencia permite aprovechar las ventajas que ambos métodos poseen. OPG permite medir fotocorrientes muy bajas debido a que utiliza un amplificador de corriente en conjunto con un amplificador lock-in. La desventaja de esta técnica radica en que estos amplificadores sufren caída de ganancia a altas frecuencias. La técnica MGT genera una corriente continua, con lo cual no se tienen problemas cuando la velocidad del patrón de interferencia es alta (caso equivalente al de alta frecuencia). La desventaja de MGT radica en la imposibilidad de medir fotocorrientes muy bajas.Para obtener información de la densidad de estados, los autores han mostrado que el máximo de las curvas típicas de OPG/MGT esta relacionado con un tiempo característico de la muestra, el cual puede ser el tiempo de vida de pequeña señal de los electrones Tn' o el tiempo de relajación dieléctrica Tdiel, dependiendo de en que régimen se realiza el experimento. A partir del conocimiento de Tn' los autores han mostrado que la DOS evaluada en el quasi-nivel de Fermi para electrones Efn es: NACC(EFn) = G0 Tn' / (kbT γ) , donde G0 es la generación óptica utilizada, kb T es la energía térmica y γ es el exponente que relaciona la fotocorriente con la intensidad de iluminación. En este trabajo se presentan experimentos realizados sobre muestras de silicio amorfo hidrogenado, a partir de los cuales se obtiene la parte aceptora de la DOS. También se plantean posibles experimentos para completar la información de la densidad de estados en la banda prohibida.