سنتز و بررسي خواص الكترواپتيكي سيليكون متخلخل به روش تركيبي شيميايي و الكتروشيميايي

در اين تحقيق، سيليكون متخلخل به روش نوين حكاكي تركيبي شيميايي و الكتروشيميايي سنتز شد و تغييرات خواص اپتيكي و ساختاري بر اساس درجه تخلخل نمونه ها مورد بررسي قرار گرفت. در اين روش سطح زير لايه هاي سيليكوني ابتدا توسط روش اچينگ شيميايي به مدت Td (زمان تاخير) آماده سازي گرديد. سپس در روش اچينگ الكتروشيميايي حفره‌هاي اوليه توليد شده در مرحله قبل، امتداد يافته و سيليكون متخلخل يكنواختي ايجاد شد. با بهينه كردن زمان تاخير Td، ميزان تخلخل و يكنواختي حفره‌ها بهينه شد. مطالعات مورفولوژي و مشخصه‌يابي الكترواپتيكي نشان داد كه نمونه‌اي كه با زمان تأخير بهينه توليد شده است، خواص فيزيكي بهتري دارد و مي‌تواند در ادوات نوري همچون آشكارسازهاي نوري به طور موثري مورد استفاده قرار گيرد. به منظور بررسي خواص الكترواپتيكي نمونه‌هاي متخلخل، آشكارسازهاي نوري فلز-نيمه‌هادي-فلز بر پايه سيليكون متخلخل ساخته شد. براي اين منظور، دو الكترود شانه اي شكل از جنس نيكل به روش لايه‌نشاني تبخير حرارتي بر روي نمونه‌ها رشد داده شد و نمودار جريان – ولتاژ نمونه‌ها تحت تابش نور مرئي و در تاريكي، مورد بررسي قرار گرفت.

In this report, we explained the formation and characterization of high-porosity, uniform, and stable porous silicon (PS) layers. An innovative combination of electroless and electrochemical etching of silicon was introduced using a novel parameter of delay time (Td). The electroless chemical etching was optimized by varying the delay time (Td) prior to the electrochemical process to control the uniformity of the pores. The porosity and uniformity of PS samples were enhanced by applying the optimized value of delay time. The PL spectra of porous samples were measured in room temperature. The optimized sample showed the most intense PL peak compare to the other porous samples due to its highest porosity and elevated specific surface area which enhanced the absorption coefficient of this porous surface. The optical characteristics of the optimized sample indicated the highest porosity of this sample due to the application of sufficient duration of electroless chemical etching prior to applying the pulsed current. It was found that the performance of the photodetector on optimized PS sample is much better than the other porous samples.