Исследование процессов возбуждения электронной системы нанокристаллитов в пористом кремнии при молекулярном воздействии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат физико-математических наук Сарен, Андрей Александрович

• Сарен, Андрей Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Сарен, Андрей Александрович

Введение.

I. Получение и характеристики слоев пористого кремния. Люминесцентные свойства и гипотезы, объясняющие видимую люминесценцию ПК.

1.1 Получение, микроструктура и химический состав слоев пористого кремния.

1.1.1 Получение слоев пористого кремния.

1.1.2 Микроструктура слоев пористого кремния.

1.1.3 Химический состав слоев пористого кремния.

1.2 Фотолюминесценция пористого кремния.

1.2.1 Явление фотолюминесценции пористого кремния.

1.2.2 Спектры возбуждения фотолюминесценции.

1.2.3 Гипотезы, объясняющие видимую люминесценцию ПК.

1.3 Электролюминесценция ПК в контакте с жидкофазным электролитом.

1.3.1 Катодная электролюминесценция ПК.

1.3.2 Электролюминесценция ПК при анодной поляризации.

1.4 Возможности влияния на люминесцентные характеристики ПК с помощью внешних воздействий.

Выводы к разделу I. Постановка задач работы.

II. Методика эксперимента.

2.1 Методика приготовления слоев ПК на подложках и отделенных пленок ПК.

2.1.1 Получение пористокремниевых слоев на подложках.

2.1.2 Получение отделенных слоев ПК.

2.2 Автоматизированный комплекс для исследования спектров и длинновременных кинетик люминесценции ПК при различных видах возбуждения.

-32.3 Установка для исследования спектров возбуждения фотолюминесценции ПК.

2.4 Измерение пропускания образцов ПК в инфракрасной области спектра.

2.5 Измерение поглощения образцов ПК в видимой области спектра.

2.6 Измерение спектров ЭПР-поглощения ПК.

2.7 Эллипсометрические исследования тонких пленок ПК.

2.8 Измерение высокочастотных вольт-емкостных характеристик

МОП-структур с подслоем пористого кремния.

Выводы к разделу II.

III. Изучение эффекта люминесценции пористого кремния, возбуждаемой адсорбцией молекул озона.

3.1 Спектральные закономерности адсорболюминесценции.

3.2 Связь адсорболюминесценции с окислением пористого кремния.

3.3 Генерация парамагнитных центров при окислении ПК в озоне.

3.4 Генерация электрически активных дефектов в ПК при окислении в озоне.

3.5 Природа люминесценции в ПК при адсорбции озона.

3.6 Связь процесса фотодеградации пористого кремния с генерацией дефектов при озоновом воздействии.

Выводы к разделу III.

IV. Электролюминесценция пористого кремния в контакте с жидко фазным электролитом.

4.1 ЭЛ ПК при катодных смещениях в электролите, содержащем персульфат-ионы.

4.1.1 Образцы и методика эксперимента.

4.1.2 Инжекция дырок в валентную зону кремния при катодных смещениях в электролите, содержащем персульфат-ионы.

4.1.3 Сравнение поляризационных кривых для монокристаллической и пористой поверхностей. Особенности катодной ЭЛ при использовании электролитов с различной смачивающей способностью. Вопрос о локализации электрохимической реакции.

4.1.4 Катодная ЭЛ ПК в гальваностатическом режиме. Окисление ПК в процессе катодной ЭЛ и деградация люминесцентных свойств.

4.1.5 Катодная ЭЛ при вариации потенциала подложки.

4.2 Электролюминесценция пористого кремния при анодных смещениях.

4.2.1 Образцы и методика эксперимента.

4.2.2 ЭЛ ПК при анодных смещениях в гальваностатическом режиме в электролитах различного состава.

4.3 Корреляция сигналов анодной и катодной ЭЛ при изменении люминесцентной активности ПК.

Выводы к разделу IV.

V. Связь спектров оптического пропускания и возбуждения фотолюминесценции с характеристиками излучающих фрагментов в пористом кремнии.

5.1 О связи спектров оптического пропускания с фотолюминесцентными характеристиками в пористом кремнии.

5.2 Взаимосвязь энергетического положения максимума спектра ФЛ и пороговой энергии возбуждения, определенной из спектра

ФВ, для образцов ПК различной пористости.

Выводы к разделу V.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процессов возбуждения электронной системы нанокристаллитов в пористом кремнии при молекулярном воздействии»

1. Актуальность работы:

В настоящее время одним из актуальных направлений в физике конденсированного состояния является изучение объектов пониженной размерности - так называемых квантовых точек и нитей. Интерес к низкоразмерным объектам обусловлен отличием их электрофизических свойств от объемных, благодаря квантоворазмерному эффекту ограничения носителей заряда. Примером тому может служить наблюдение эффективной видимой люминесценции пористого кремния (ПК) при создании неравновесной заселенности электронного спектра состояний в кремниевых нанокристаллитах [1].

Известными способами возбуждения люминесценции в ПК являются фотовозбуждение и инжекция неравновесных носителей заряда с помощью твердотельных и электролитических контактов - фотолюминесценция (ФЛ) и электролюминесценция (ЭЛ). Относительно недавно обнаружен новый эффект в ПК - возбуждение видимой люминесценции при адсорбции молекул озона из газовой фазы [2]. В диссертации представлены результаты систематического экспериментального исследования обнаруженного эффекта. Полученные выводы объясняют механизм известного явления фотодеградации ПК в кислородсодержащей атмосфере.

Кроме адсорбционно-стимулированной люминесценции, исследовалась ЭЛ ПК в контакте с жидкофазным электролитом при анодных и катодных смещениях. Интерес к изучению ЭЛ ПК обусловлен поиском технологических решений для возможного практического применения этого материала. Главным образом, это касается подстройки и стабилизации люминесцентных характеристик. В то же время, инжекция носителей заряда из электролитических контактов предоставляет большие возможности влияния на характеристики люминесценции путем варьирования внешних параметров процесса. Последнее обстоятельство обусловливает важность применения ЭЛ метода с целью выяснения природы люминесценции ПК.

Последний раздел диссертации посвящен актуальной проблеме определения параметров, характеризующих зонную структуру люминесцирующих фрагментов в ПК.

2. Цель работы состояла в следующем:

1. Экспериментально исследовать новый эффект возбуждения люминесценции в ПК при адсорбции озона из газовой фазы: а) выявить возможность присутствия классического хемилюминесцентного механизма, характерного для возбуждения и излучательной релаксации локальных центров; б) определить источник энергии возбуждения озон-индуцированного излучения; в) определить причину необратимого снижения люминесцентной эффективности при адсорбции озона.

2. Провести исследование ЭЛ ПК в контакте с жидкофазным электролитом: а) изучить возможную роль окислительных процессов в ЭЛ при катодной поляризации ПК в электролите, содержащем персульфат-ионы; б) исследовать корреляцию люминесцентных сигналов при возбуждении катодной и анодной ЭЛ ПК с целью подтвердить общий механизм излучения.

3. Изучить возможности и ограничения использования спектров оптического поглощения и возбуждения ФЛ для определения параметров, характеризующих зонную структуру люминесцирующих фрагментов в ПК.

3. Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

1. Проведено систематическое изучение нового эффекта в ПК -возбуждения люминесценции при адсорбции молекул озона из газовой фазы, методами люминесцентной и инфракрасной (ИК) спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и вольт-емкостных характеристик. Молекулярное воздействие является принципиально новым способом возбуждения электронной подсистемы ПК, т.к. в этом случае энергия, выделяющаяся в виде световых квантов, поставляется в результате экзотермической химической реакции, идущей на поверхности нанокристаллитов. Известно, что диссоциация радикальных молекул (например, озона) на поверхности твердого тела является энергетически выгодным процессом. Передача выделившейся при распаде энергии твердому телу возможна по каналам возбуждения колебательных уровней решетки (температурный эффект), стимуляции химических реакций активационного типа (окисление поверхности) и, с меньшей вероятностью, генерации неравновесных электронно-дырочных пар. Первые два процесса достаточно известны в литературе. Сведения о последнем эффекте для ПК до недавнего времени отсутствовали, а взаимодействие электронной и молекулярной систем в ПК изучалось только в связи с тушением ФЛ при адсорбции ряда молекул.

2. Показано, что при катодной ЭЛ ПК в контакте с персульфатным электролитом происходит необратимая деградация люминесцентных свойств, которая сопровождается изменением химического состава поверхности ПК. Данный вопрос непосредственно связан с т.н. эффектом «тьюнинга» (англ. tuning - подстройка), проявляющимся в зависимости спектральных характеристик катодной ЭЛ ПК от величины приложенного потенциала. Большинство исследователей рассматривают эффект как полностью обратимый, не останавливая внимание на процессах, связанных с возможным окислением поверхности ПК, и ведущих к изменению люминесцентных характеристик. Результаты настоящей работы выявляют роль окислительных процессов в механизме катодной ЭЛ ПК.

3. Показана кинетическая и спектральная корреляция сигналов анодной и катодной ЭЛ ПК при анодном окислении поверхности люминесцирующих фрагментов. Данный факт доказывает общий механизм излучательной релаксации ЭЛ ПК при возбуждении катодной и анодной ЭЛ.

4. Проведено исследование возможности определения параметров, характеризующих зонную структуру люминесцирующих фрагментов в ПК, методами измерения оптического поглощения и возбуждения ФЛ.

4. Научно-практическая значимость работы;

Интерес к пористокремниевым слоям стимулирован, прежде всего, перспективой их использования в оптоэлектронике в качестве активного элемента светоизлучающих приборов. Это применение в значительной степени сдерживает временная деградация люминесцентных свойств ПК, природа которой до конца не выяснена. Результаты настоящей работы объясняют механизм давно обсуждаемого в литературе эффекта фотодеградации ПК в кислородсодержащей атмосфере. Эти сведения могут быть использованы при создании на основе ПК светоизлучающих устройств, устойчивых к внешним воздействиям. Более того, исследованный эффект возбуждения люминесценции ПК при адсорбции озона открывает новую возможность использования этого материала для создания газового сенсора для ультрамалых концентраций.

5. Основные положения, выносимые на защиту:

1). Излучательная релаксация возбужденного состояния при фото- и озон-индуцированной люминесценции пористого кремния происходит согласно единому механизму, в рамках квантово-размерной концепции излучения ПК.

2). Источником возбуждения видимого свечения ПК при адсорбции озона является экзотермическая реакция окисления боковых связей атомов кремния, входящих в состав поверхностных гидридных групп, при диссоциации адмолекул озона.

3). Причиной снижения люминесцентной активности ПК при окислении в озоне является генерация электрически активных парамагнитных дефектов рекомбинационного типа на поверхности нанокристаллитов.

4). При катодной поляризации ПК в электролитах, содержащих персульфат-ионы, происходят необратимые изменения люминесцентных свойств, сопровождающиеся замещением гидридного покрова кристаллитов кремний-кислородными комплексами. Наблюдаемые деградационные явления порождены первичным процессом, ответственным за возбуждение ЭЛ, т.е. инжекцией дырок радикалами S04-* в кристаллиты ПК.

5). Излучательная релаксация при возбуждении ЭЛ ПК в жидкофазных электролитах при анодном и катодном смещениях происходит согласно единому механизму, соответствующему квантово-размерной модели излучения ПК.

6). Параметры зонной структуры люминесцирующих фрагментов в ПК не имеют однозначной связи со спектрами оптического пропускания. Характеризация зонной структуры люминесцентно-активных кремниевых кристаллитов в ПК возможна с помощью исследования спектров возбуждения ФЛ.

6. Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы были доложены на научных семинарах отдела электроники твердого тела НИИФ СПбГУ и кафедры физики твердого тела ПетрГУ, Второй всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (СПб, 2000 г.), Седьмой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (СПб, 2001 г.).

7. Публикации и вклад автора;

По результатам работы опубликованы четыре статьи в российских и зарубежном журналах, и тезисы двух докладов на конференциях. Перечень работ приводится в конце диссертации. Все представленные в работе экспериментальные данные получены лично автором или при его непосредственном участии.

8. Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, 5 разделов, основных выводов, списка литературы, и содержит 170 стр., включая 65 рисунков, 1 таблицу и 117 наименований библиографических источников.

Заключение диссертации по теме «Физическая электроника», Сарен, Андрей Александрович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1). Проведено систематическое изучение нового эффекта в пористом кремнии - возбуждения люминесценции при адсорбции молекул озона из газовой фазы. На основе полученных корреляций между фото- и адсорболюминесцентными характеристиками сделан вывод о едином механизме излучательной релаксации возбужденного состояния в системе нанометровых кремниевых кристаллитов, согласно квантово-размерной концепции излучения ПК.

2). Установлено, что источником возбуждения видимого свечения ПК является экзотермическая реакция окисления атомов кремния при диссоциации адмолекул озона. Согласно данным PIK-спектроскопии и термодинамическим оценкам, наиболее вероятен процесс окисления боковых связей атомов кремния, входящих в состав поверхностных гидридных групп.

3). Установлено, что окисление ПК в озоне приводит к генерации электрически активных парамагнитных дефектов рекомбинационного типа, являющихся причиной снижения люминесцентной активности ПК. Полученные данные объясняют причины известного в литературе эффекта фотодеградации ПК в кислородной атмосфере.

4). Исследована временная эволюция спектров катодной ЭЛ ПК в электролите содержащем персульфат-ионы, в гальваностатическом режиме. Показано, что при катодной поляризации происходят необратимые изменения люминесцентных свойств, сопровождающиеся замещением гидридного покрова кремний-кислородными комплексами на поверхности ПК. Предполагается, что наблюдаемые деградационные явления порождены первичным процессом, ответственным за возбуждение ЭЛ, т.е. инжекцией дырок радикалами S04~* в кристаллиты ПК.

- 157

5). Показана корреляция сигналов анодной и катодной ЭЛ в процессе анодного окисления ПК. В рамках квантово-размерной модели данный факт подтверждает наличие единого механизма излучательной релаксации в ансамбле кремниевых нанокристаллитов при возбуждении катодной и анодной ЭЛ.

6). Проведенное совместное исследование спектров пропускания, ФЛ и фотовозбуждения на отделенных пленках ПК свидетельствует о том, что спектры оптического пропускания не могут быть использованы как источник информации о параметрах энергетического спектра носителей заряда в люминесцируюгцих нанофрагментах ПК. Эти параметры, в частности ширина запрещенной зоны люминесцентно-активных кремниевых нанокристаллитов, могут быть получены из спектра возбуждения ФЛ.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. А.А. Сарен, С.Н. Кузнецов, В.Б. Пикулев, Ю.Е. Гардин, В.А. Гуртов. О связи спектров оптического пропускания с фотолюминесцентными характеристиками в пористом кремнии. Письма в ЖТФ, 27(8), с.47-52 (2001)

2. С.Н. Кузнецов, В.Б. Пикулев, А.А. Сарен, Ю.Е. Гардин, В.А. Гуртов. Возбуждение люминесценции пористого кремния при адсорбции молекул озона. ФТП, 35(5), с.604-608 (2001).

3. А.А. Сарен, С.Н. Кузнецов, В.Б. Пикулев, Ю.Е. Гардин, В.А. Гуртов. Электролюминесценция пористого кремния при катодном восстановлении персульфат-ионов: степень обратимости эффекта тьюнинга. ФТП, 36(10), с.1263-1267 (2002).

4. S.N. Kuznetsov, А.А. Saren, V.B. Pikulev, Yu.E. Gardin, V.A. Gurtov. Molecular interaction of ozone with silicon nanocrystallites: A new method to excite visible luminescence. Appl. Surf. Sci., 191(1-4), pp.247-253 (2002).

5. А.А. Сарен. Люминесценция пористого кремния при адсорбции молекул озона. Тезисы докладов второй всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. СПб: Несгор, 2000, с.60.

6. А.А. Сарен. Эффект возбуждения электронной системы низкоразмерных фрагментов в пористом кремнии при молекулярном воздействии. Тезисы докладов седьмой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. Екатеринбург-СПб, 2001, с.253-255.

- 160

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Сарен, Андрей Александрович, 2002 год

1. L.T. Canham. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers. Appl.Phys.Lett., 57(10), ррЛ046-1048 (1990).

2. S.N. Kuznetsov, V.B. Pikulev, A.N. Skorokhodov, Yu.E. Gardin, Y.A. Gurtov. Observation of adsorption-induced luminescence in porous silicon. -Appl.Surf.Sci., 140(1-2), pp.239-242 (1999).

3. V. Lehmann and U. Gosele. Porous silicon formation: A quantum wire effect. Appl. Phys. Lett, 58(8), pp.856-858 (1991).

4. Y. Kang and J. Jorne. Porous silicon formation: Morphological stability analysis. Appl. Phys. Lett, 62(18), pp.2224-2226 (1993).

5. Y. Kang and J. Jorne. Morphological stability analysis of porous silicon formation. J. Electrochem. Soc, 140(8), pp.2258-2265 (1993).

6. V.Lehmann and H.Foll. Formation mechanism and properties of electrochemically etched trenches in n-type silicon. J. Electrochem. Soc, 137(2), pp.653-658 (1990).

7. P.C.Searson, J.M.Macaulay, F.M.Ross. Pore morphology and the mechanism of pore formation in n-type silicon. J. Appl. Phys, 72(1), pp.253-258 (1992).

8. P.C.Searson, J.M.Makaulay, S.M.Prokes. The formation, morphology, and optical properties of porous silicon structures. J. Electrochem. Soc, 139(11), pp.3373-3378 (1992).

9. K.H.Jung, S.Shih and D.L.Kwong. Developments in luminescent porous Si. J. Electrochem. Soc, 140(10), pp.3046-3064 (1993).

10. S.F.Chuang, S.D.Collins and R.LSmith. Preferential propagation of pores during the formation of porous silicon: A transmission electron microscopy study. Appl. Phys. Lett, 55(7), pp.675-677 (1989).

11. В.А.Караванский, М.А.Качалов, А.П.Маслов, Ю.Н.Петров, В.Н.Селезнев, А.О.Шувалов. Морфология "квантовых проволок" пористого кремния. Письма в ЖТФ, 57(4), с.229-232 (1993).

12. A.Nakajima, Y.Ohsima, T.Itacura and Y.Goto. Microstructure of porous silicon. Appl. Phys. Lett, 62(21), pp.2631-2633 (1993).

13. O.Tescke, M.C.Goncalves, F.Galembeck. Etching technique for transmission electron microscopy observation of nanostructure of visible luminescent porous silicon. Appl. Phys. Lett., 63(10), pp.348-1350 (1993).

14. M.W.Cole, J.F.Harvey, R.A.Lux, D.W.Eckart, R.Tsu. Microstructure of visibly luminescent porous silicon. Appl. Phys. Lett., 60(22), pp.2800-2802 (1992).

15. Y.Kanemitsu, K.Suzuki, H.Uto, Y.Masumoto, S.Kyushin, K.Higuchi and H.Matsumoto. Visible photo luminescence of silicon-based nanostructures: Porous silicon and small silicon-based clusters. Appl. Phys. Lett., 61(20), pp.2446-2448 (1992).

16. M. Binder, T. Edelmann, Т.Н. Metzger, J. Peisl. Structure and correlations in porous silicon studied by X-ray scattering methods. Solid State Comm., 100(1), pp.13-16 (1996).

17. M.Thonissen, S.Billat, M.Kriiger, H.Luth, and M.G.Berger. Depth inhomogeneity of porous silicon layers. J. Appl. Phys., 80(5), pp.29902993 (1996).

18. J.D.Moreno, F.Agullo-Rueda, E.Montoya, M.L.Marcos, J.Gonzalez-Velasco, R.Guerrero-Lemus, J.M.Martinez-Duart. Depth-resolved micro-Raman study of porous silicon at different oxidation states. Appl.Phys.Lett. 71(15), pp.2166-2168 (1997).

19. R.C. Anderson, R.S. Muller and C.W. Tobias. Chemical surface modification of porous silicon. J. Electochem. Soc., 140(5), pp.1393-1396 (1993).

20. N. Hadj Zoubir, M. Vergant, T. Delatour, A. Bumeau, Ph. de Donato. Interpretation of the luminescence quenching in chemically etched porous silicon by the desorption of SiH3 species. Appl. Phys. Lett., 65(1), pp.8284 (1994).

21. L.T.Canham, M.R.Houlton, W.Y.Leong, C.Pickering, J.M.Keen. Atmospheric impregnation of porous silicon at room temperature. J. Appl. Phys, 70(1), pp.422-431 (1991).

22. D. Petit, J.N. Chazalviel, F. Ozanam, F. Devreux. Porous silicon structure studied by nuclear magnetic resonance. Appl. Phys. Lett., 70(2), pp.191193 (1997).

23. A. Grosman, C. Ortega. Properties of porous silicon, ed by L.T. Canham (IEE INSPEC, The Institution of Electrical Engineers, London 1997), p. 145.

24. H.J. Von Bardeleben, D. Stivenard, A. Grosman, C. Ortega, J. Siejka. -Phys. Rev. B, 47, p. 10889 (1993).

25. B. Pivac, B. Rakvin, L. Pavesi. Paramagnetic centers at near the Si/SiOxinterface in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 65(25), pp.3260-3262 (1994).

26. C. Pickering, M.I.J. Beaie, D.J. Robbins, P.J. Pearson, R. Greef. Optical studies of the structure of porous silicon films formed in p-type degenerate and non-degenerate silicon. J. Phys. C: Solid State Phys., 17, pp.6535-6552 (1984).

27. А.В.Андрианов, Л.В.Беляков, Д.Н.Горячев, О.М.Сресели, И.Д.Ярошецкий. Получение и исследование пористого кремния в порошкообразной форме. ФТП, 29(4), с.733-741 (1995).

28. M.Voos, Ph.Uzan, C.Delalande, G.Bastard, A.Halimaoui. Visible photoluminescence from porous silicon: A quantum confinement effect mainly due to holes? Appl. Phys. Lett., 61(10), pp. 1213-1215 (1992).

29. N.Koshida and H.Koyama. Efficient visible photoluminescence from porous silicon. Jpn. J. Appl. Phys., 30(7B), pp.L1221-L1223 (1991).

30. H.Koyama, M.Araki, Y.Yamamoto, and N.Koshida. Visible photoluminescence of porous Si and its related optical properties. Jpn. J. Appl. Phys., 30(12B), pp.3606-3609 (1991).

31. N.S.Averkiev, V.M.Asnin, A.B.Churilov, I.I.Markov, N.E.Mokrousov, A.Yu.Silov, V.I.Stepanov. Fine structure of the red photoluminescence band of porous silicon. Письма вЖТФ, 1992, т. 55, вып. 11, с. 631-634.

32. S.V.Gaponenko, I.N.Gernianenko, E.P.Petrov, A.P.Stupak, V.P.Bondarenko and A.M.Dorofeev. Time-resolved spectroscopy of visibly emitting porous silicon. Appl. Phys. Lett., 64(1), pp.85-87 (1994).

33. X.Chen, B.Henderson, K.P.O'Donnell. Luminescence decay in disordered low-dimensional semiconductors. Appl. Phys. Lett., 60(21), pp.2672-2674 (1992).

34. J.C.Vial, A.Bsiesy, F.Gaspard, R.Herino, M.Ligeon, F.Muller, R.Romestain, R.M.Macfarlane. Mechanism of viisible-light emission from electrooxidized porous silicon. Phys. Rev. B, 45(24), pp.l4171-14176 (1992).

35. C.Wang, J.M.Perz, F.Gaspari, M.Plumb and S.Zukotinski. Photoluminescence study of radiative recombination in porous silicon. -Appl. Phys. Lett., 62(21), pp.2676-2678 (1993).

36. Г.П.Пека, В.Ф.Коваленко, В.Н.Куценко. Люминесцентные методы контроля параметров полупроводниковых материалов и приборов. Киев: Техшка, 1986, 152 с.

37. M.S.Brandt, H.D.Fuchs, M.Stutzmann, J.Weber and M.Cardona. The origin of visible luminescence from "porous silicon": a new interpretation. Solid St. Commun., 81(4), pp.307-312 (1992).

38. H.Mimura, T.Futagi, T.Matsumoto, T.Nakamura, Y.Kanemitsu. Blue light emission from rapid-thermal-oxidized porous silicon. J. Journ. Appl. Phys, 33(1B), pp.586-589 (1994).

39. S.Sinha, S.Banerjee and B.M.Arora. Photoluminescence-excitation spectroscopy of porous silicon. Phys. Rev. B, 49(8), pp.5706-5709 (1994).

40. А.В.Андрианов, Д.И.Ковалев, Н.Н.Зиновьев, И.Д.Ярошецкий. Аномальная поляризация фотолюминесценции пористого кремния. -Письма в ЖТФ, 58(6), с.417-420 (1993).

41. S.L.Friedman, M.A.Marcus, D.L.Adler, Y.-H. Xie, T.D.Harris and P.H.Citrin. Unimportance of siloxene in the luminescence of porous silicon. Appl. Phys. Lett., 62(16), pp.1934-1936 (1993).

42. S.M. Prokes. Surface and optical properties of porous silicon. J. Mater. Res., 11(2), pp.305-320 (1996).

43. S.M.Prokes, J.A.Freitas, P.C.Searson. Microluminescence depth profiles and annealing effects in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 60(26), pp.3295-3297 (1992).

44. Z.Y.Xu, M.Gal and M.Gross. Photoluminescence studies on porous silicon. -Appl. Phys. Lett, 60(11), pp.1375-1377 (1992).

45. T. van Buuren, T.Tiedje, J.R.Dahn and B.M.Way. Photoelectron spectroscopy measurement of the band gap in porous silicon. Appl. Phys. Lett, 63(21), pp.2911-2913 (1993).

46. Y.Suda, T.Ban, T.Koizumi, H.Koyama, Y.Tezuka, S.Shin, N.Koshida. Surface structures and photoluminescence mechanisms of porous Si. J. Journ. Appl. Phys, 33(1B), pp.581-585 (1994).

47. G.D.Sanders and Y.-C. Chang. Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon. Phys. Rev. B, 45(16), pp.9202-9213 (1992).

48. Ю.В.Копаев, С.Н.Молотков, С.С.Назин. Размерный эффект в квантовых проводах кремния. Письма в ЖТФ, 55(12), с.696-700 (1992).

49. G.D.Sanders, C.J.Stanton, Y.C.Chang. Theory of transport in silicon quantum wires. Phys. Rev. B, 48(15), pp.11067-11076 (1993).

50. E.S. Kooij. Silicon: electrochemistry and luminescence. Ph.D. thesis, Utrecht (Netherlands): 1997, 142p.

51. A.Bsiesy, J.C.Vial, F.Gaspard, RHerino, M.Ligeon, F.Muller, R.Romestain, A.Wasiela, A.Halimaoui and G.Bomchil. Photoluminescence of high porosity of electrochemically oxidized porous silicon layers. Surf. Sci., 254, pp.195-200 (1991).

52. A.Halimaoui, C.Oules, G.Bomchil, A.Bsiesy, F.Gaspard, R.Herino, M.Ligeon and F.Muller. Electroluminescence in the visible range during anodic oxidation of porous silicon films. Appl. Phys. Lett., 59(3), pp.304-306(1991).

53. P.C.Searson, S.M.Prokes, O.J.Glembocki. Luminescence at the porous silicon/ electrolyte interface. J. Electrochem. Soc., 140(11), pp.3327-3331 (1993).

54. S. Billat. Electroluminescence of heavily doped p-type porous silicon under electrochemical oxidation in galvanostatic regime. J.Electrochem.Soc., 143 (3), pp.1055-1061 (1996).

55. B. Gelloz, T. Nakagawa, N. Koshida. Enhancement of the quantum efficiency and stability of electroluminescence from porous silicon by anodic passivation. Appl.Phys.Lett., 73(14), pp.2021-2023 (1998).

56. Д.Н. Горячев, JI.B. Беляков, Г. Полисский, О.М. Сресели. Механизм анодной электролюминесцендиц пористого кремния в электролитах. ФТП, 32 (5), с.591-595 (1998).

57. L.M.Peter, D.J. Riley, R.I. Wielgosz, P.A. Snow, R.V. Penty, I.H. White, E.A. Meulenkamp. Mechanisms of luminescence tuning and quenching in porous silicon. Thin Solid Films, 276, pp.123-129 (1996).

58. L.M.Peter, D.J. Riley, P.A. Snow. Potential induced tuning of the luminescence of porous silicon: a simultaneous study of electroluminescence and photoluminescence emission. Electrochemistry Communications, 2, pp.461-465 (2000).

59. A.Bsiesy, F.Muller, M.Ligeon, F.Gaspard, R.Herino, R.Romestain, J.C.Vial. Relation between porous silicon photoluminescence and its voltage-tunable electroluminescence. Appl. Phys. Lett., 65(26), pp.3371-3373 (1994).

60. B. Gelloz, A.Bsiesy. Carrier transport mechanisms in porous silicon in contact with a liquid phase: a diffusion process. Appl. Surf. Sci., 135, pp. 15-22 (1998).

61. B.Gelloz, A.Bsiesy, R.Herino. Light-induced porous silicon photoluminescence quenching. Journal of Luminescence, 82, pp.205-211 (1999).

62. J.-E. Lim, W.-S. Chae, Y. Lee, and K.-J. Kim. Spectral shifts of electroluminescence from porous n-Si under cathodic bias. J. Electrochem. Soc., 144(2), pp.647-652 (1997).

63. R.Q. Wang, J.J. Li, S.M. Cai, and Z.F. Liu. Two-peak electroluminescence of porous silicon in persulphate solution. Appl.Phys.Lett., 72(8), pp.924926 (1998).

64. H.-G. Lee, H.-S. Park, H.-E. Lim, Y. Lee, and K.-J. Kim. Effect of Surface Modifications on Spectral Shift of Electroluminescence of Porous n-Si in S2082' under Cathodic Bias. J. Electrochem. Soc., 147(2) pp.650-654 (2000).

65. Д.Н. Горячев, O.M. Сресели, Л.В. Беляков. Влияние смачиваемости поверхности на катодную электролюминесценцию пористого кремния. Письма в ЖТФ, 23(1), с.58-63 (1997).

66. Д.Н. Горячев, О.М. Сресели, Л.В. Беляков. Механизм электролюминесценции пористого кремния в электролитах. ФТП, 31(7), с.844-847 (1997).

67. A.G.Revesz. J. Electrochem. Soc, 114, p.629 (1967).

68. M.T. Kelly, А.В. Bocarsly. Effects of S02 and I2 on the photoluminescence of oxidized porous silicon. Chem. Mater, 9, pp. 1659-1664 (1997).

69. S. Fellah, R.B. Wehrspohn, N. Gabouze, F. Ozanam, J.-N. Chazalviel. Photoluminescence quenching of porous silicon in organic solvents: evidence for dielectric effects. Journal of luminescence, 80, pp. 109-113 (1999).

70. S. Letant, J.C. Vial. A luminescence versus temperature study of fresh and oxidized porous silicon layers under different atmospheres. J. Appl. Phys, 84(2), pp.1041-1046 (1998).

71. J.L.Batstone, M.A.Tischler and R.T.Collins. Stability of visible luminescence from porous silicon. Appl. Phys. Lett, 62(21), pp.26672669 (1993).

72. Е.В.Астрова, А.А.Лебедев, А.Д.Ременюк, Ю.В.Рудь. Оптические и электрические свойства пористого кремния. ФТП, 28(3), с.493-497 (1994).

73. Y.H.Xie, M.S.Hybertsen, W.L.Wilson, S.A.Ipri, G.E.Carver, W.L.Brown, E.Dons, B.E.Weir, A.R.Kortan, G.P.Watson, and A.J.Liddle. Absorption and luminescence studies of free-standing porous silicon films. Phys. Rev. B, 49(8), pp.5386-5397 (1994).

74. E.B. Астрова, В.Б. Воронков, А.Д. Ременюк, В.А. Толмачев, В.Б.Шуман. Изменение параметров и состава тонких пленок пористогокремния в результате окисления. Эллипсометрические исследования. -ФТП, 33(10), с. 1264-1270 (1999).

75. N. Koshida, Н. Koyama. Visible electroluminescence from porous silicon. -Appl. Phys. Lett., 60(3), pp.347-349 (1992).

76. S.N. Kuznetsov, V.B. Pikulev, I.V. Klimov, Yu.E. Gardin, V.A. Gurtov. Nonradiative processes and luminescence spectra in porous silicon. Phys. Rev. B, 51(3), pp. 1601-1604 (1995).

77. J.E. Olsen, F.Shimura. Infrared reflection spectroscopy of the SiC^-silicon interface. J. Appl. Phys, 66(3), pp.1353-1358 (1989).

78. J. Salonen, V.-P. Lehto, E. Laine. Thermal oxidation of free-standing porous silicon films. Appl. Phys. Lett., 70(5), pp.637-639 (1997).

79. A.G. Cullis, L.T. Canham, G.M. Williams, P.W. Smith, O.D. Dosser. Correlation of the structural and optical properties of luminescent, highly oxidized porous silicon. J. Appl. Phys., 75(1), pp.493-501 (1994).

80. T.J. McMahon, Y. Xiao. Electron spin resonance study of the dangling bond in amorphous Si and porous Si. Appl. Phys. Lett., 63(12), pp.1657-1659 (1993).

81. E.H. Nicollian, J.R. Brews. MOS physics and technology. Wiley, 1982.

82. J. Rappich, V.Yu. Timoshenko, R.Wiirz, Th.Dittrich. Is there a limit for the passivation of Si surfaces during anodic oxidation in acidic NH4F solutions? -Electrochemica Acta, 45(28), pp.4629-4633 (2000).

83. R.L. Smith, S.D. Collins. Porous silicon formation mechanisms. J. Appl. Phys., 71(8), pp.Rl-R22 (1992).

84. Y. Yasuda, H. Ikeda, S. Zaima. Appl. Surf. Sci., 113-114, p.579 (1997).

85. С. Моррисон. Химическая физика поверхности твердого тела. М: Мир, 1980, 488 с.

86. W. Н. Brattain, J. Bardeen. Bell Syst. Tech. J., 32, 1 (1953).

87. B.B. Лунин, М.П. Попович, C.H. Ткаченко. Физическая химия озона. М: Изд-во МГУ, 1998, 480с.

88. W.H. Thompson, Z. Yamani, L. AbuHassan, O. Gurdal, M. Nayfeh. The effect of ultrathin oxides on luminescent silicon nanocrystallites. Appl. Phys. Lett, 73(6), pp.841-843 (1998).

89. M. Schoisswohl, J.L. Cantin, H.J. von Bardeleben, G. Amato. Electron paramagnetic resonance study of luminescent stain etched porous silicon. -Appl. Phys. Lett, 66(26), pp.3660-3662 (1995).

90. M. Shimasaki, Y. Show, M. Iwase, T. Izumi, T. Ishinohe, S. Nozaki, H. Morisaki. Correlation between light emission and dangling bonds in porous silicon. Appl. Surf. Sci, 92, pp.617-620 (1996).

91. H.-T. Lue, B.-J. Huang, J.-T. Lue. Photoluminescence and EPR studies of defect centers in porous silicon. Materials Chemistry and Physics, 65, p.51 (2000).

92. E.A. Константинова, В.Ю. Тимошенко, П.К. Кашкаров. Особенности спиновых центров на поверхности пористого кремния. Поверхность, 2, с.32 (1996).

93. A. Stesmans, V.V. Afanas'ev. Defects at the interface of ultra-thin VUV-grown oxide on Si studied by electron spin resonance. Appl.Surf.Sci, 168(1-4), pp.324-327 (2000).

94. I. Sagnes, A. Halimaoui, G. Vincent and P.A. Badoz. Optical absorption evidence of a quantum size effect in porous silicon. Appl. Phys. Lett, 62(10), pp.1155-1157 (1993).

95. V. Grivickas, P. Basmaji. Thin Solid Films, 235, p.234 (1993).

96. M.H. Chan, S.K. So, K.W. Cheak. Optical absorption of free-standing porous silicon films. J. Appl. Phys, 79(6), pp.3273-3275 (1996).

97. R.A. Street. Phil. Mag. B, 37, p.35 (1978).

98. С. Delerue, G. Allan and M. Lannoo. Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon. Phys. Rev. B, 48(15), pp.11024-11036 (1993).

99. D. Xu, G. Guo, L. Gui, Y. Tang, B. Zhang, G. Qin. Preparation and characterization of freestanding porous silicon films with high porosities. -Electrochemical and Solid-State Letters, LETTERS ONLINEX, 1(5), (1998).

100. N. Koshida, H. Koyama, Y. Suda, Y. Yamamoto, M. Araki, T. Saito, K. Sato, N. Sata, S. Shin. Optical characterization of porous silicon by synchrotron radiation reflectance spectra analyses. Appl. Phys. Lett., 63(20), pp.2774-2776 (1993).

101. D. Kovalev, G. Polisski, M. Ben-Chorin, J. Diener, F. Koch. The temperature dependence of the absorption coefficient of porous silicon. J. Appl. Phys., 80(10), pp.5978-5983 (1996).

102. O.K. Andersen, E. Veje. Experimental study of the energy-band structure of porous silicon. Phys. Rev. B, 53(23), pp. 15643-15652 (1996).

103. E.B. Астрова, А.А. Лебедев, А.Д. Ременюк, Ю.В. Рудь. Поглощение и фотолюминесценция свободного пористого кремния. ФТП, 29(9), с. 1649-1656 (1995).

104. Z. Yamani, N. Rigakis, М.Н. Nayfeh. Excitation of size-selected nano-crystallites in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 72(20), pp.2556-2558 (1998).