Evolución fotoinducida de la luminiscencia de silicio poroso nanoestructurado: influencia de la iluminación durante la preparación

Abstract

En este trabajo se muestra que el nivel de iluminación utilizado durante la preparación de silicio poroso es un factor clave que determina la posterior evolución fotoinducida de la luminiscencia. La evolución post-preparación es el resultado de la combinación de, al menos, dos efectos. Uno de ellos está gobernado por los cambios de tamaño de la nanoestructura debidos a la foto-oxidación, y predomina en muestras preparadas utilizando niveles de iluminación bajos. Por otro lado, para muestras preparadas con altos niveles de iluminación, la evolución está dominada por un efecto de decaimiento (quenching), que resulta de la generación fotoinducida de enlaces colgantes en la superficie de la nanoestructura, rica en hidrógeno. La cinética de la creación de enlaces colgantes es similar a la encontrada para el efecto Staebler-Wronski en silicio amorfo hidrogenado.

In this work we show that the illumination level used during porous silicon preparation is a key factor determining the subsequent photo-induced evolution of the photoluminescence spectra. The post-preparation evolution results from the combination of at least two effects. One of them is ruled by size changes of the silicon nanostructure due to photo-oxidation, and dominates for samples prepared under low illumination levels. On the other hand, for samples prepared under high illumination levels the post-preparation evolution is dominated by a quenching effect, resulting from photoinduced dangling bonds generation in the hydrogen-rich surface of the nanostructure. The kinetics of dangling bond creation is similar to that found in the Staebler-Wronski effect for hydrogenated amorphous silicon.