Структурная сетка, уровень Ферми и плотность состояний аморфного кремния

Приводятся результаты изучения взаимосвязи структурных особенностей пленок аморфного гидрированного кремния, полученных методом ВЧ разложения моносилана, и их электрических и фотоэлектрических свойств. Исследовано влияние содержания водорода, величины соотношения концентраций SiH- и SiH$_{2$-комп}лексов ($\gamma$), степени разупорядочения сетки на плотность локализованных состояний в щели подвижности и положение уровня Ферми ($\varepsilon_{F}$). В ряде случаев, варьируя условия получения пленок, удается обеспечить перемещение $\varepsilon_{F}$ к краю подвижности зоны проводимости в пределах до 0.3 эВ. Установлено, что величина $\gamma$ не является решающим фактором в изменении ширины «хвоста» плотности состояний зоны проводимости и сдвига $\varepsilon_{F}$. Изменение числа оборванных Si$-$Si-связей также не приводит к смещению $\varepsilon_{F}$, хотя величина плотности состояний вблизи $\varepsilon_{F}$ возрастает. Обнаружена трансформация плотности состояний, которая коррелирует со сдвигом $\varepsilon_{F}$ (расплыванием максимума плотности к середине щели подвижности); наблюдаемый эффект интерпретируется в рамках модели «слабой» Si$-$Н$-$Si-связи.