Cinética de foto-oxidación del silicio poroso nanoestructurado

Abstract

Durante la recombinación bimolecular de portadores fotogenerados en silicio poroso nanoestructurado, la energía puede relajar en forma no radiativa a través de fluctuaciones de alta energía y corta vida (SLEFs) que provocan movimiento de átomos de hidrógeno presentes en la superficie de los poros, pudiendo incluso exodifundir. Durante estas fluctuaciones se producen además enlaces colgantes que generan estados de defecto, atenuando la luminiscencia del material. La creación de enlaces olgantes, el decaimiento de la fotoluminiscencia y catodoluminiscencia, y la exodifusión de hidrógeno responden a la misma cinética determinada por la existencia de SLEFs. Se muestra que la cinética de foto-oxidación del silicio poroso preparado bajo condiciones de iluminación intensa puede explicarse con un modelo que contempla como factor limitante al cubrimiento superficial con hidrógeno, controlado por SLEFsDuring bimolecular recombination of photogenerated chariers, non radiative energy relaxation can occur in nanostructured porous silicon, through short lived-high energy fluctuations (SLEFs). During these fluctuations, hydrogen atoms present in the pore walls are moved, and hydrogen exodiffusion can also occur. Dangling bonds are also created producing defect states in the gap, which attenuates the porous silicon luminescence. The dangling bond creation, photoluminescence and cathodoluminescence dacay and hdrogen exodifussion show the same kinetics, which is determined by SLEFs existence. In this work we show that the kinetics of photo-oxidationof porous silicon prepared under high illumination conditions can be explained with a model which consider, as the limiting factor, the surface coverage with hydrogen, which is ruled by SLEFs