Semiconductor Based Nanostructures for Solar Cells and Infrared Photonics

Авторлар

  • К.С. Секербaев Әл-Фaрaби aт. Қaзaқ ұлттық университеті, Эксперименттік және теориялық физикa ғылыми-зерттеу институты, Қaзaқстaн, Aлмaты қ
  • Е.Т. Таурбаев Әл-Фaрaби aт. Қaзaқ ұлттық университеті, Эксперименттік және теориялық физикa ғылыми-зерттеу институты, Қaзaқстaн, Aлмaты қ
  • А.И. Ефимовa Ломоносов aт. Мәскеу мемлекеттік университеті, Mәскеу, Ресей
  • Г.Е. Ботaнтaевa Әл-Фараби ат. Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
  • Д. Ермұхaмед ЭТФҒЗИ, әл-Фараби ат.Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
  • Г.К. Мұсaбек ЭТФҒЗИ, әл-Фараби ат.Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
  • К.К. Дихaнбaев ЭТФҒЗИ, әл-Фараби ат.Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
  • В.Ю. Тимошенко Ломоносов aт. Мәскеу мемлекеттік университеті, Mәскеу; Томск мемлекеттік ұлттық зерттеу университеті, Томскб Ресей;
  • Т.И. Таурбаев ЭТФҒЗИ, әл-Фараби ат.Қазақ ұлттық университеті, Қазақстан, Алматы қ.
        49 24

Кілттік сөздер:

silicon, anisotropy, photonics

Аннотация

Anisotropic porous silicon films and silicon nanowires were formed by electrochemical etching and metal-assisted chemical etching of crystalline Si in hydrofluoric acid solutions. Obtained samples were experimentally studied by means of the optical spectroscopy in the infrared spectral region. An approximation of the effective optical medium is used to model the optical properties of the prepared samples. Both the experimental data and modelling reveal anisotropy of the refraction and absorption. Anisotropic optical properties depend on the free charge carrier concentration in the samples that can be described by the model of Drude-Lorentz. Silicon nanowires layers with thickness more than 1 μm is found to demonstrate a strong decrease of the total reflectance below that can be used as antireflection coating in photovoltaics. These results demonstrate that anisotropic silicon nanostructures can be considered for applications in infrared photonic devices.

Библиографиялық сілтемелер

1 Bisi O., Ossicini S., Pavesi L. Porous silicon: a quantum sponge structure for silicon based optoelectronics //Surface science reports. – 2000. – V. 38,N. 1. – P. 1-126.

2 Головaнь Л. A., Тимошенко В. Ю., Кaшкaров П. К. Оптические свойствa нaнокомпозитов нa основе пористых систем // Успехи физических нaук. – 2007. – Т. 177, №. 6. – С. 619-638.

3 Sivakov V., Christiansen S. Novel discovery of silicon //Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics. – 2012. – V. 7. – N. 6. – P. 583-590.

4 Künzner N., Kovalev D., Diener J., Gross E., Timoshenko V. Yu., Polisski G., Koch F., Fujii M. Giant birefringence in anisotropically nanostructured silicon //Optics letters. – 2001. – V. 26,N. 16. – P. 1265-1267.

5 Timoshenko V.Yu.,Osminkina L.A., Efimova A.I., Golovan L.A., Kashkarov P.K., Kovalev D., Künzner N., Gross E., Diener J., Koch F. Anisotropy of optical absorption in birefringent porous silicon //Physical Review B. – 2003. – V. 67,N. 11. – P. 113405.

6 Kashkarov P.K.,Golovan L.A., Fedotov A.B., Efimova A.I., Kuznetsova L.P., Timoshenko V.Yu, Sidorov-Biryukov D.A., Zheltikov A.M., Haus J.W. Photonic bandgap materials and birefringent layers based on anisotropically nanostructured silicon // JOSA B. – 2002. – V. 19,N. 9. – P. 2273-2281.

7 Peng K.Q.,Yan Y.-J., Gao S.-P., Zhu J. Synthesis of large-area silicon nanowire arrays via self-assembling nanoelectro¬chemistry //Advanced Materials. – 2002. – V. 14,N. 16. – P. 1164.

8 Boarino L.,Boratto C., Geobaldo F. NO 2 monitoring at room temperature by a porous silicon gas sensor //Materials Science and Engineering: B. – 2000. – V. 69. – P. 210-214.

9 Pancheri L.,Oton C.J., Caburro Z. Very sensitive porous silicon NO 2 sensor //Sensors and Actuators B: Chemical. – 2003. – V. 89,N. 3. – P. 237-239.

10 Osminkina L.A., Gonchar K.A., Marshov V.S., Bunkov K.V., Petrov D.V., Golovan L.A., Talkenberg F., Sivakov V.A., Timoshenko V.Yu. Optical properties of silicon nanowire arrays formed by metal-assisted chemical etching: evidences for light localization effect //Nanoscale research letters. – 2012. – V. 7,N. 1. – P. 1-6.

11 Oh J., Yuan H.C., Branz H.M. An 18.2%-efficient black-silicon solar cell achieved through control of carrier recombination in nanostructures //Nature nanotechnology. – 2012. – V. 7, N. 11. – P. 743-748.

Жүктелулер

Жарияланды

2016-09-15

Шығарылым

Бөлім

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають