Дослідження закономірностей формування пор на поверхні напівпровідників

Автор(и)

  • Sergey Vambol Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-8376-9020
  • Ihor Bogdanov Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100, Україна https://orcid.org/0000-0002-3035-7989
  • Viola Vambol Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-8229-3956
  • Yana Suchikova Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100, Україна https://orcid.org/0000-0003-4537-966X
  • Olexandr Kondratenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-9687-0454
  • Olga Hurenko Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100, Україна https://orcid.org/0000-0003-3562-7818
  • Sergey Onishchenko Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100, Україна https://orcid.org/0000-0003-1015-839X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.104039

Ключові слова:

якість наноструктур, електрохімічне травлення, поруваті напівпровідники, шар Гельмгольца, морфологія, напівпровідники

Анотація

Розроблено схему керування процесом формування поруватих шарів на поверхні напівпровідників методом електрохімічного травлення. Показано, що побудована схема може бути застосована для різних випадків синтезу наноструктурованих напівпровідників. Досліджено процеси, що лежать в основі пороутворення і визначають морфологічні властивості наноструктур. Досліджено відносне падіння потенціалу в шарі Гельмгольца. Виділено основні морфологічні критерії якості поруватих наноструктур для застосування їх у сонячних батареях. З урахуванням цих критеріїв було отримано поруваті простори на поверхні напівпровідників А3В5

Біографії авторів

Sergey Vambol, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра прикладної механіки

Ihor Bogdanov, Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100

Доктор педагогічних наук, професор, ректор

Viola Vambol, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра охорони праці та техногенно-екологічної безпеки

Yana Suchikova, Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра професійної освіти 

Olexandr Kondratenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра прикладної механіки

Olga Hurenko, Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100

Доктор педагогічних наук, доцент, перший проректор

Sergey Onishchenko, Бердянський державний педагогічний університет вул. Шмідта, 4, м. Бердянськ, Україна, 71100

Асистент

Кафедра професійної освіти

Посилання

  1. Huang, Y. M., Ma, Q. L., Meng, M., Zhai, B. G. (2010). Porous Silicon Based Solar Cells. Materials Science Forum, 663-665, 836–839. doi: 10.4028/www.scientific.net/msf.663-665.836
  2. Salman, K. A., Omar, K., Hassan, Z. (2011). The effect of etching time of porous silicon on solar cell performance. Superlattices and Microstructures, 50 (6), 647–658. doi: 10.1016/j.spmi.2011.09.006
  3. Dubey, R. S. (2013). Electrochemical Fabrication of Porous Silicon Structures for Solar Cells. Nanoscience and Nanoengineering, 1 (1), 36–40.
  4. Khrypunov, G., Vambol, S., Deyneko, N., Sychikova, Y. (2016). Increasing the efficiency of film solar cells based on cadmium telluride. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (84)), 12–18. doi: 10.15587/1729-4061.2016.85617
  5. Suchikova, Y. (2016). Provision of environmental safety through the use of porous semiconductors for solar energy sector. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (84)), 26–33. doi: 10.15587/1729-4061.2016.85848
  6. Bremus-Koebberling, E. A., Beckemper, S., Koch, B., Gillner, A. (2012). Nano structures via laser interference patterning for guided cell growth of neuronal cells. Journal of Laser Applications, 24 (4), 042013. doi: 10.2351/1.4730804
  7. Beckemper, S. (2011). Generation of Periodic Micro- and Nano-structures by Parameter-Controlled Three-beam Laser Interference Technique. Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 6 (1), 49–53. doi: 10.2961/jlmn.2011.01.0011
  8. Suchikova, Y. A., Kidalov, V. V., Sukach, G. A. (2011). Influence of dislocations on the process of pore formation in n-InP (111) single crystals. Semiconductors, 45 (1), 121–124. doi: 10.1134/s1063782611010192
  9. Dzhafarov, T. (2013). Silicon Solar Cells with Nanoporous Silicon Layer. Solar Cells – Research and Application Perspectives. doi: 10.5772/51593
  10. Heidari, M., Yan, J. (2017). Ultraprecision surface flattening of porous silicon by diamond turning. Precision Engineering, 49, 262–277. doi: 10.1016/j.precisioneng.2017.02.015
  11. Hooda, S., Khan, S. A., Satpati, B., Uedono, A., Sellaiyan, S., Asokan, K. et. al. (2016). Nanopores formation and shape evolution in Ge during intense ionizing irradiation. Microporous and Mesoporous Materials, 225, 323–330. doi: 10.1016/j.micromeso.2016.01.006
  12. Chen, F., Xu, L., Fang, D., Tang, J., Wang, H., Fan, J. et. al. (2015). Defect related photoluminescence emission from etched GaAs microstructure introduced by electrochemical deposition. 2015 International Conference on Optoelectronics and Microelectronics (ICOM). doi: 10.1109/icoom.2015.7398848
  13. Md Taib, M. I., Zainal, N., Hassan, Z. (2014). Improvement of Porous GaAs (100) Structure through Electrochemical Etching Based on DMF Solution. Journal of Nanomaterials, 2014, 1–7. doi: 10.1155/2014/294385
  14. Tiginyanu, I., Monaico, E., Sergentu, V., Tiron, A., Ursaki, V. (2014). Metallized Porous GaP Templates for Electronic and Photonic Applications. ECS Journal of Solid State Science and Technology, 4 (3), P57–P62. doi: 10.1149/2.0011503jss
  15. Suchikova, Y. A., Kidalov, V. V., Sukach, G. A. (2010). Influence of the Carrier Concentration of Indium Phosphide on the Porous Layer Formation. Journal of Nano- and Electronic Physics, 2 (4), 142–147.
  16. Suchikova, Y. A., Kidalov, V. V., Sukach, G. A. (2010). Preparation of nanoporous n-InP(100) layers by electrochemical etching in HCI solution. Functional Materials, 17 (1), 131–134.
  17. Sato, T., Kumazaki, Y., Kida, H., Watanabe, A., Yatabe, Z., Matsuda, S. (2015). Large photocurrents in GaN porous structures with a redshift of the photoabsorption edge. Semiconductor Science and Technology, 31 (1), 014012. doi: 10.1088/0268-1242/31/1/014012
  18. Monaico, E., Tiginyanu, I., Volciuc, O., Mehrtens, T., Rosenauer, A., Gutowski, J., Nielsch, K. (2014). Formation of InP nanomembranes and nanowires under fast anodic etching of bulk substrates. Electrochemistry Communications, 47, 29–32. doi: 10.1016/j.elecom.2014.07.015
  19. Gerngross, M.-D., Carstensen, J., Foll, H. (2014). Electrochemical growth of Co nanowires in ultra-high aspect ratio InP membranes: FFT-impedance spectroscopy of the growth process and magnetic properties. Nanoscale Research Letters, 9 (1), 316. doi: 10.1186/1556-276x-9-316
  20. Zhu, C., Zheng, M., Xiong, Z., Li, H., Shen, W. (2014). Electrochemically etched triangular pore arrays on GaP and their photoelectrochemical properties from water oxidation. International Journal of Hydrogen Energy, 39 (21), 10861–10869. doi: 10.1016/j.ijhydene.2014.05.022
  21. Janovska, M., Sedlak, P., Kruisova, A., Seiner, H., Landa, M., Grym, J. (2015). Elastic constants of nanoporous III-V semiconductors. Journal of Physics D: Applied Physics, 48 (24), 245102. doi: 10.1088/0022-3727/48/24/245102
  22. Suchikova, Y. A., Kidalov, V. V., Sukach, G. A. (2009). Influence of type anion of electrolit on morphology porous inp obtained by electrochemical etching. Journal of Nano- and Electronic Physics, 1 (4), 78–86
  23. Sato, T., Zhang, X., Ito, K., Matsumoto, S., Kumazaki, Y. (2016). Electrochemical formation of N-type GaN and N-type InP porous structures for chemical sensor applications. 2016 IEEE SENSORS. doi: 10.1109/icsens.2016.7808443
  24. Ulin, V. P., Konnikov, S. G. (2007). Nature of Electrochemical Pore Formation Processes in AIIIBV Crystals (Part I). Fiz. Tekh. Poluprovodn, 41 (7), 854–866.
  25. Sychikova, Y. A., Kidalov, V. V., Sukach, G. A. (2013). Dependence of the threshold voltage in indium-phosphide pore formation on the electrolyte composition. Journal of Surface Investigation. X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 7 (4), 626–630. doi: 10.1134/s1027451013030130
  26. Yana, S. (2015). Porous Indium Phosphide: Preparation and Properties. Handbook of Nanoelectrochemistry, 283–305. doi: 10.1007/978-3-319-15266-0_28
  27. Rani, S., Rajalakshmi, N. (2015). Effect of Nanotube Diameter on Photo-Electro-Chemical Properties of Carbon Quantum Dot Functionalized TiO2 Nanotubes. Journal of Clean Energy Technologies, 3 (5), 367–371. doi: 10.7763/jocet.2015.v3.225
  28. Ulin, V. P., Ulin, N. V., Soldatenkov, F. Y. (2017). Anodic processes in the chemical and electrochemical etching of Si crystals in acid-fluoride solutions: Pore formation mechanism. Semiconductors, 51 (4), 458–472. doi: 10.1134/s1063782617040212
  29. Sairi, M., Arrigan, D. W. M. (2015). Electrochemical detection of ractopamine at arrays of micro-liquid | liquid interfaces. Talanta, 132, 205–214. doi: 10.1016/j.talanta.2014.08.060
  30. Wloka, J., Mueller, K., Schmuki, P. (2005). Pore Morphology and Self-Organization Effects during Etching of n-Type GaP(100) in Bromide Solutions. Electrochemical and Solid-State Letters, 8 (12), B72. doi: 10.1149/1.2103507
  31. Suchikova, Y. A. (2015). Synthesis of indium nitride epitaxial layers on a substrate of porous indium phosphide. Journal of Nano- and Electronic Physics, 7 (3), 03017-1–03017-3.
  32. Suchikova, Y. A., Kidalov, V. V., Sukach, G. A. (2010). Blue shift of photoluminescence spectrum of porous InP. ECS Transactions, 25 (24), 59–64. doi: 10.1149/1.3316113
  33. Sparvoli, M., Mansano, R. D., Chubaci, J. F. D. (2013). Study of indium nitride and indium oxynitride band gaps. Materials Research, 16 (4), 850–852. doi: 10.1590/s1516-14392013005000063
  34. Vambol, S., Vambol, V., Sychikova, Y., Deyneko, N. (2017). Analysis of the ways to provide ecological safety for the products of nanotechnologies throughout their life cycle. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (85)), 27–36. doi: 10.15587/1729-4061.2017.85847

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-06-30

Як цитувати

Vambol, S., Bogdanov, I., Vambol, V., Suchikova, Y., Kondratenko, O., Hurenko, O., & Onishchenko, S. (2017). Дослідження закономірностей формування пор на поверхні напівпровідників. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(5 (87), 37–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.104039

Номер

Том 3 № 5 (87) (2017): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Sergey Vambol, Ihor Bogdanov, Viola Vambol, Yana Suchikova, Olexandr Kondratenko, Olga Hurenko, Sergey Onishchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.