Bán dẫn vô định hình Giới thiệu • Chất bán dẫn vô định hình được sử dụng chế tạo nhiều các thiết bị quang điện tử. • Một số vật liệu bán dẫn vô định hình : Silic vô định hình (a-Si) Thủy tinh chalcogenua Selen vô định hình. BÁN DẪN VÔ ĐỊNH HÌNH THÔNG DỤNG • Silic vô định hình • Các lớp silic vô định hình có thể chế tạo bằng nhiều phương pháp: bốc bay trong chân không, phương pháp phún xạ trong argon (sputtering in argon), tuy nhiên phương pháp có hiệu quả nhất là phương pháp phóng điện trong khí kém (glow discharge). • Tính chất điện của a-Si: điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ của silic và các tham số công nghệ như nhiệt độ đế, nhiệt độ ủ . • Tính chất quang của a-Si: Bờ hấp thụ cơ bản của a-Si phụ thuộc rất mạnh vào điều kiện công nghệ chế tạo. Phổ hấp thụ của màng a-Si ở các nhiệt độ khác nhau. • Ứng dụng của silic vô định hình: • Chế tạo pin mặt trời. • Hiển thị bản phẳng. • Các linh kiện kết nối điện tích. • Diode phát quang. • Cảm biến hình ảnh. • Siêu mạng vô định hình. • Cảm biến vị trí . • Chế tạo các photoreceptor. • Chế tạo các transitor màng mỏng. • Một số ưu điểm quan trọng của silic vô định hình là: • Có thể chế tạo những tấm có kích thước lớn sử dụng trong lĩnh vực điện tử tấm lớn. • Có cơ tính bền vững, ổn định nhiệt. • Công nghệ chế tạo đã được nghiên cứu nhiều, giá thành hạ, vật liẻu phong phú. • Thủy tinh chalcogenua • Các chalcogenua là những hợp chất của các chalcogen như: S, Se, Te với các nguyên tố khác như: As, Ge, Si, Tl, Pb, P, Sb và các dung dịch rắn của chúng. • Selen vô định hình • Selen vô định hình được cấu tạo chủ yếu từ hỗn hợp hai loại cấu trúc: cấu trúc chuồi dài và cấu trúc vòng 8 nguyên tử, liên kết giữa các chuỗi và các vòng là liên kết Van Der Waals. • Độ dẫn điện của selen vô định hình tinh khiết ở nhiệt độ phòng khoảng 1016 Ω-1cm-1 • Các màng selen lục giác đa tinh thể đã được dùng để chế tạo tế bào quang điện, các chỉnh lưu dòng khá lớn; các màng selen vô định hình trên đế kim loại (nhôm) đã là những photoreceptor đầu tiên được sử đụng trong các máy photocopy, đã được dùng chế tạo các camera (dạng vidicon). Ứng dụng • Một trong những ứng dụng thành công nhất của các chất bán dẫn vô định hình là trong lĩnh vực điện ảnh được chứng minh bởi Carlson và Kornei vào năm 1937. Và điển hình là màng mỏng Se (hợp kim với một số lượng nhỏ của As) và Si: H. • Màng mỏng đồng nhất được tạo từ các vật liệu vô định hình và được ứng dụng trong chế tạo các thiết bị như pin mặt trời, tranzito màng mỏng (TFT), Diode phát quang vô định hình . Ứng dụng • Pin mặt trời Carlsonvà Wronski chế tạo pin năng lượng mặt trời từ a-Si: H năm1976 tại phòng thí nghiệm RCA,Mỹ. Năm 1979, Sanyo là công ty đầu tiên đưa các thiết bị. thị trường các thiết bị. Pin mặt trời được chế tạo ở dạng cấu trúc p-i-n. Cấu trúc p-i-n:p(a-SiC:H)-i(a-Si:H)-n(a-Si:H).