在TiO2-Si接口上对表面被动和电荷转移进行无接触式分析
Ramsha Khan1, Xiaolong Liu2, Ville Vähänissi2
1Photonic Compounds and Nanomaterials Group, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Tampere University, Tampere University, P.O. Box 541, FI-33014, Finland. nikolai.tkachenko@tuni.fi.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|May 16, 2024
概括
二氧化在上可以增强光子设备. 与SiO2层相比,直接的TiO2/Si接口提供了更高的被动化和更快的电荷传输,而化证明是有害的.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 过渡金属氧化物对于改进基于的光子设备至关重要.
- 这些氧化物的界面工程增强了表面被动化和电荷转移 (CT).
- 二氧化 (TiO2) 是此类应用的关键材料.
研究的目的:
- 研究通过原子层沉积 (ALD) 制备的TiO2/Si异质连接.
- 探索ALD前化学和ALD后热处理对表面被动化和CT的影响.
- 将接口特性与基于的光子设备的性能相关联.
主要方法:
- 原子层沉积 (ALD) 用于TiO2/Si异质连接制造.
- 光导衰变方法用于评估表面被动化和有效载体寿命.
- 过渡反射光谱检查从Si到TiO2.2的电荷转移 (CT).
主要成果:
- 作为沉积的TiO2在HF处理的n-Si (没有SiO2) 上显示出优异的被动化 (1.23 ms有效寿命) 和快速CT (200 ps).
- 这种直接接口在被动和CT速度上都超过了TiO2 / SiO2 / n-Si接口.
- 后ALD化降低了被动化和减缓CT,在某些情况下重新引入SiO2层.
结论:
- 在没有中间SiO2层的情况下实现的直接TiO2/Si接口对光子设备非常有益.
- 优化ALD前处理是最大化表面被动化和电荷转移的关键.
- 后ALD化,特别是结晶温度附近,对设备性能有害.
