Influência do oxigênio na fotoluminescência do Er3+ em a-Si:H

• Main Author: Iñiguez Calero, Ana Carola
• Other Authors: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: [s.n.] 2000
• Subjects: Érbio; Silício; Semicondutores amorfos
• Online Access: IÑIGUEZ CALERO, Ana Carola. Influência do oxigênio na fotoluminescência do Er3+ em a-Si:H. 2000. 51p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin", Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/278119>. Acesso em: 26 jul. 2018.; http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/278119

Orientador: Leandro R. Tessler === Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" === Made available in DSpace on 2018-07-27T02:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IniguezCalero_AnaCarola_M.pdf: 2595392 bytes, checksum: 9c34d174db1fd41b5b2106f453fe1fe2 (MD5) Previous issue date: 2000 === Resumo: Neste trabalho apresentamos os resultados da influência do oxigênio na intensidade da fotoluminescência do Er3+ em a-SiOx:H. Amostras foram depositadas na forma de filmes finos pela técnica de rf-sputtering. Foi usado um alvo de Silício parcialmente coberto por pequenos pedaços de Er metálico. O gás de sputtering consistiu numa mistura de Ar+H2+O2. A pressão parcial de O2 foi variada entre 0 e 5x10-5 mbar para uma pressão total de 15.0x10-3 mbar. A fotoluminescência do Er3+ foi medida entre 14 e 300K usando como excitação a linha de 514.5 nm de um laser de Ar +. A intensidade de PL do Er3+ varia aproximadamente uma ordem de grandeza com a concentração de oxigênio [O] entre ~0.22 e ~1.1 at. % (que corresponde as razões [O]/[Er] no intervalo entre 1 e 10). A intensidade é máxima para 1.1 £ [O] £ 3.0 at. %. Os resultados foram interpretados usando um modelo modificado simples para a excitação do Er3+ em a-Si:H. O modelo original foi proposto recentemente por Kühne et al. onde o Er3+ é excitado de forma ressonante pela recombinação entre um elétron na cauda de estados localizados e uma dangling bond por interação dippolo-dipolo (mecanismo de Föster). O papel do oxigênio, além de ativar opticamente o Er3+, é aumentar a taxa de excitação do Er3+ aproximando a densidade de portadores, na cauda de condução, à condição de ressonância. A densidade de portadores sai da condição de ressonância quando o excesso de oxigênio na rede aumenta o ga === Abstract: In the present work we investigate the oxygen influence in the Er3+ photoluminescence intensity in a-SiOx:H. The samples were prepared by rf-sputtering from a Si target partially covered by small metallic Er platelets. The sputtering gas was an Ar, H2 and O2 mixture. The O2 partial pressure was varied from 0 to 5x10 -5 mbar. The Ar flux was controlled to keep the total chamber pressure at 15x10-3 mbar. The Er3+ photoluminescence (PL) was measured at temperatures ranging from 14 to 300K. For excitation the 514.5 nm line from an Ar + laser was used. The Er3+ PL efficiency increases about one order of magnitude with oxygen concentration [O] from ~0.22 to ~1.1 at. %, corresponding to oxygen/erbium concentration ratio [O]/[Er] between 1 and 10. The maximum efficiency occurs when 1.1 £ [O] £ 3.0 at. % (10 £ [O]/[Er] £ 40). These results are interpreted using a modified model proposed by Köhne et. al for Er3+ excitation in a-Si:H. The Er3+ is excited by the recombination energy of photoexcited electrons (trapped in localized states of conduction band tail) captured in neutral dangling bonds. This resonant energy transfer mechanism is caused by electrical dipole interaction (Förster's mechanism). The role of oxygen, besides the optical activation of Er3+, is to increase the excitation rate of Er3+ approximating the carrier density of the conduction band to the resonance condition. The energy to the maximum of the carrier density becomes off resonance when the gap increases due the excess of oxygen === Mestrado === Física === Mestre em Física