Electrical properties of Si nanocrystal films processed from Si-inks - You, Wenbin (2012)
Filmes finos de nanocristais de sílicio (Si-NCs) depositados sobre substratos flexiveis, usando tintas de sílicio, são atractivos por causa do seu potencial na utilização em dispositivos competitivos em termos de custo e versáteis taiscomo detectors e dispositivos termoeléctricos. O estudo da preparação ecomportamento eléctrico destas redes de nanocristais é fundamental paracompreender completamente o seu potencial. Em investigação anterior, filmesde Si-NCs foram depositados por spin coating sobre substratos de polimida e asua condutividade eléctrica for medida a baixa temperatura e em vácuo. Neste trabalho, baseado no processo anteriormente desenvolvido, nós estudamos a influência dos diferentes parâmetros de preparação na morfologiae optimizámo-los tais como a concrentação da tinta de Si e a velocidade derotação durante a preparação por spin coating. Além disso, investigamos as propriedades eléctricas de filmes de Si-NCs em condições ambientais e à temperatura ambiente, que é considerada umasituação mais realista, no que respeita a aplicações futuras, do que ascondições de vácuo e baixa temperatura. Especificamente, o efeito de vários processos fundamentais, tais como tratamento de superfície (erosão HF) dosSi-NCs, dopagem electrónica e iluminação na condutividade eléctrica emcondições ambientais foi investigada. Verificamos que as curvas decondutividade versus tempo (σ-t) dos filmes de Si-NCs medidas em condiçõesambientais apresentam um decaímento rápido causado pela tensão aplicada,seguida pela saturação em valores baixos. Antes do tratamento com HF, nema exposição à luz nem a dopagem tipo-p leva a uma alteração significativa da condutividade. Depois da remoção dos óxidos nativos dos Si-NCs (tratamento do filmes com HF), um forte efeito da iluminação e da dopagem tipo-p sobre a condutividade é observado, o que indica que a condução nos filmes de Si-NCs é dominada por diferentes mecanismos dependendo de os nanocristaisestarem terminados com H ou oxidados. Além disso, da comparação entremedidas eléctricas e ópticas (realizados através de espectroscopia FT-IR), concluimos que a degradação da condutividade dos filmes de Si-NCs tratado com HF que ocorreu por exposição às condições ambientais é essencialmentedevida ao crescimento de uma camada de óxido na superfície dos Si-NCs.