Характеристики барьеров Шоттки тонкопленочных, двухконтактных структур Al/пленка из наночастиц Si/ITO

Температурная зависимость высот барьеров Шоттки и последовательного сопротивления тонкопленочных структур Al/пленка из наночастиц Si/ITO (Al/$nc$-Si film/ITO) определены из анализа вольт-амперных характеристик в диапазоне температур 20–150$^\circ$C. Обнаружено, что вид вольт-амперной характеристики при всех исследованных температурах может быть описан моделью двух диодов Шоттки, включенных навстречу друг другу. Для двух диодов Шоттки, включенных навстречу друг другу, получена общая формула, позволяющая конструировать функции, аппроксимирующие экспериментальные кривые с высокой точностью. На основе этой формулы построена вычислительная модель, обобщающая теоретические результаты работы С.К. Ланга и Н.В. Чанга (S.K. Cheung and N.W. Cheung), широко применяемые для анализа вольт-амперных характеристик одиночных диодов Шоттки. В результате нами разработана методика, позволяющая вычислять высоты барьеров Шоттки в системе двух диодов, включенных навстречу друг другу, коэффициенты их неидеальности и последовательное сопротивление системы. Обнаружено, что в исследованном температурном интервале величины высот барьеров находятся вблизи значений $\sim$1 эВ. Из анализа температурной зависимости высот барьеров установлено, что столь большие величины связаны с наличием на границах наночастиц кремния окисного слоя SiO$_{x}$ (0 $\le x\le$ 2), преодолевать который носители заряда могут как в результате теплового возбуждения, так и в результате туннелирования. Установлено, что собственные высоты барьеров Шоттки переходов Al/$nc$-Si film и $nc$-Si film/ITO составляют $\sim$0.1 эВ. Из анализа активационных зависимостей для последовательного сопротивления структур Al/$nc$-Si film/ITO и из импеданс-спектров выяснено, что в структурах реализуется комбинированный механизм транспорта электрических зарядов, связанный с ионной и электронной проводимостью. Установлено, что с ростом температуры образца вклад электронной проводимости в суммарный процесс транспортировки зарядов увеличивается.