УДК: 535.015

Проводимость и фотопроводимость гранулированной пленки серебра на сапфировой подложке

Ващенко Е.В., Гладских И.А., Пржибельский С.Г., Хромов В.В., Вартанян Т.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Ващенко Е.В., Гладских И.А., Пржибельский С.Г., Хромов В.В., Вартанян Т.А. Проводимость и фотопроводимость гранулированной пленки серебра на сапфировой подложке // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 5. С. 3–10.

Vashchenko E.V., Gladskikh I.A., Przhibelskiy S.G., Khromov V.V., Vartanyan T.A. Conductivity and photoconductivity of granular silver films on a sapphire substrate [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2013. V. 80. № 5. P. 3–10.

Ссылка на англоязычную версию:

E. V. Vashchenko, I. A. Gladskikh, S. G. Przhibel’skiĭ, V. V. Khromov, and T. A. Vartanyan, "Conductivity and photoconductivity of granular silver films on a sapphire substrate," Journal of Optical Technology. 80(5), 263-268 (2013). https://doi.org/10.1364/JOT.80.000263

Аннотация:

Исследованы фотоэлектронные свойства высокоомной пленки серебра на сапфире, состоящей из гранул размером 15–20 нм и такими же промежутками между ними. Омическая проводимость пленки увеличивалась с температурой. Обнаружена фотопроводимость в пленке при воздействии на нее оптического излучения с длинами волн до красной границы фотоэффекта. В спектре фотопроводимости обнаружен эффект “смены знака” фототока, когда под действием излучения, с длиной волны менее 460 нм, ток через пленку увеличивается, а с длиной волны большей 460 нм уменьшается. Предложена модель проводимости и фотопроводимости, основанная на допировании диэлектрической подложки за счет расположенных на ней металлических наночастиц и движении электронов по ловушкам в подложке. В рамках модели рассчитано положение дна зоны проводимости диэлектрика относительно уровня Ферми для серебра.

Ключевые слова:

гранулированная пленка серебра, диэлектрическая подложка, ловушки в подложке, проводимость, энергия активации, фотопроводимость

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке гранта для студентов, аспирантов вузов и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга (2011 г.), и гранта РФФИ 12-02-31922.

Коды OCIS: 240.6680, 350.4990, 160.4236

Список источников:

1. Роко М.К., Уильямс Р.С., Аливисатос П. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления исследований. М.: Мир, 2002. 292 с.
2. Springer Handbook of nanotechnology / Editor B. Bhushan. Berlin: Springer-Verlag, 2004. 1222 p.

3. Аржанцев В.И. и др. Белая книга по нанотехнологиям: исследования в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в Российской Федерации: по материалам Первого Всероссийского совещания ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий: сборник / Российская академия наук. Комис. по нанотехнологиям. М.: URSS, 2008. 327 с.
4. Neugebauer C.A., Web M.N. Electrical conduction mechanism in ultrathin, evaporated metal films // Journal of Applied Physics. 1962. № 33. P. 74–82.
5. Чопра Н.Л. Электрические явления в тонких пленках. М.: Мир, 1972. 434 с.
6. Wagner S., Pundt A. Conduction mechanisms during the growth of the Pd thin films: Experiment and model // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. P. 155131.
7. Закгейм Д.А., Рожанский И.В., Смирнова И.П. Температурная зависимость проводимости композитных пленок Cu:SiO2. Эксперимент и численное моделирование // ЖЭТФ. 2000. Т. 118. С. 637–646.
8. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микроэлектроника. М.: Высшая школа. 1986. 464 с.
9. НоллеЭ.Л., Щелев М.Я. Фотоэлектронная эмиссия из наночастиц серебра, обусловленная поверхностными плазмонами // Письма в ЖТФ. 2004. Т. 30. С. 1.
10. Болтаев А.П., Пенин Н.А., Погосов А.О., Пудонин Ф.А. Обнаружение фотопроводимости в сверхтонких металлических пленках в видимой и инфракрасной областях спектра // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. С. 1067–1072.
11. Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А. Введение в физику поверхности. М.: Наука. 2006. 490 с.
12. Климов В.В. Наноплазмоника. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2009. 480 с.
13. Никифоров Д.К. Эмитирующие тонкопленочные структуры Al–Al2O3 и Be-BeO в условиях ионно-электронной бомбардировки / Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М., 2006. 50 с.
14. Gignak W.J., Williams R.S., Kowalczyk S.P. Valence- and conduction-band structure of sapphire (1102) surface // Phys. Rev. B. 1985. V. 32. P. 1237–1247.
15. Перевалов Т.В., Гриценко В.А. Применение и электронная структура диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемость // Успехи физических наук. 2010. Т. 180 (6). С. 587–603.
16. Пустоваров В.А., Алиев В.Ш., Перевалов Т.В. Электронная структура вакансии кислорода в Al2O3 по данным квантово-химических расчетов abinitio и экспериментов по фотолюминесценции // ЖЭТФ. 2010. Т. 138. В. 6. С. 1119–1126.
17. Sasahara A., Uetsuka H., Onishi H. Noncontact – Mode Atomic Force Microscopy Observation of a – Al2O3 (0001) Surface // Jpn. J. Appl. Phys. 2000. V. 39. P. 3773–3776.
18. Ридли Б. Квантовые процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1986. 304 с.