Fotocondutividade em a-Ge:H dopado com elementos da coluna III da Tabela Periódica

Orientador: Ivan Emilio ChambouleyronDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin"Resumo: Neste trabalho são apresentados os efeitos da dopagem tipo-p com gálio e índio na fotocondutividade de filmes finos de germânio amorfo hidrogenado ( a-Ge:H ) depositados pelo método de rf-sputtering. O produto eficiência quântica-mobilidade-tempo de vida ( hmt ) foi medido, à temperatura ambiente, em função da posição da energia de Fermi EF em amostras com concentrações relativas de dopantes na faixa entre ~ 3x10-5 e ~ 10-2 .Para as amostras dopadas com gálio observa-se inicialmente um decréscimo de hmt com o aumento da concentração de dopante, até que um mínimo é atingido para amostras próximas ao nível de compensação ( NGa/NGe ~ 3x10-4 ), onde hmt é cerca de 16 vezes menor que o valor obtido para amostras intrínsecas. A este comportamento segue-se um aumento de aproximadamente 4 vezes no valor do produto hmt, para concentrações de gálio entre a compensação e NGa/ NGe ~ 1.5x10-3. Então, para maiores concentrações de gálio, os valores de hmt voltam a apresentar um decréscimo. Nas amostras dopadas com índio observou-se um decréscimo monotônico do produto hmt para toda a faixa de concentração de dopante. Estes resultados são consistentes com o modelo de defeitos "padrão", no qual se assume que os defeitos profundos dentro do gap de mobilidade constituem o caminho de recombinação predominante. Uma explicação qualitativa foi utilizada levando-se em conta os efeitos da dopagem na variação da ocupação dos estados de carga dos citados defeitosAbstract: This work reports on the effects of gallium and indium p-type doping on the photoconductivity of hydrogenated amorphous germanium ( a-Ge:H ) thin films deposited by the rf-sputtering method. The quantum efficiency-mobility-lifetime ( hmt ) product has been measured at room temperature as a function of the dark Fermi energy EF on samples with relative dopant concentration range between ~ 3x10-5 and ~ 10-2. A decrease of hmt is observed with the increase of the gallium concentration till a minimum is reached for samples near the compensation level (NGa/NGe ~ 3x10-4), when hmt is about 16 times lower than the value obtained for intrinsic samples. This behavior is followed by an hmt increase of aproximately 4 times at concentration levels between compensation and NGa/NGe ~ 1.5x10-3. Then, for higher gallium concentrations, hmt decreases again. For In-doped samples, a monotone decrease of hmt is measured for all the impurity concentration range. These results are consistent with a "standard" model for the defects, which assumes that the dangling bond is the main recombination path. A qualitative explanation was obtained where the changes in the occupancy of the charged defect states in the mobility gap due to doping are taken into accountMestradoFísicaMestre em Físic