Разработка гетероструктурных переходов на основе углеродных, органических и металлоорганических материалов для полупроводниковых устройств оптоэлектроники и солнечной̆ энергетики

Революция в области применения оптоэлектронных молекулярных соединений привела к возможности использования принципиально новых фотоэлектрических материалов. Особый интерес появился и к связкам углеродных и органических материалов, которые могут стать мостиком между традиционной и органической электроникой. Появление возможности их использования в микроэлектронике и в фотоэлектрических технологиях позволило получить лучшее понимание свойств таких материалов и уверенности в их применении. Благодаря простоте и дешевизне производства органические функциональные слои особо привлекательны для фотогальваники и TFT схемотехники. Ожидаемым результатом работы планируется получение органических тонкопленочных структур, на основе цинковых комплексов, комплексов меди, гидразонов и изатинов. Данные тонкопленочные структуры будут играть роль дополнительного переизлучающего слоя на поверхности солнечного элемента. Особенность переизлучения ультрафиолетового спектра, таких материалов, в область видимого диапазона в перспективе позволит повысить эффективность существующих фотоэлектрических преобразователей на 1-2%, а также повысить устойчивость фотопреобразователя к УФ-разрушению. Ожидается получение прототипов диодных структур, в частности туннельного диода, обладающих отрицательным дифференциальным сопротивлением, на основе гибридных органических цинковых комплексов. Отдельно стоит отметить получение композитной гетероструктуры, базирующейся на связке фуллерена (С60, С70, PCBM) и органических гибридных материалов. Которая позволит в зависимости от химического состава органических и координационных соединений и концентрации наноструктурированной фазы углерода изменять спектральные свойства фотопреобразующих структур в широком диапазоне длин волн. (что будет на 20% дешевле существующих мировых аналогов). Основным результатом работы первого года выполнения проекта является получение функциональных слоев полупроводниковых органических устройств на основе на основе углеродных материалов – фуллерена С60, а также коллоидных квантовых точек Ag2S и Ag2Se, обладающих фотоэлектрическими, оптическими, люминесцентными и электрофизическими свойствами. Использование различных модификаций химического состава органических и координационных соединений позволило получить прототипы диодных структур, в частности туннельного диода, диода Шоттки. В частности, в результате работы было показано формирование барьера Шоттки на границе контакта Al-Ag2S/SiO2. В свою очередь, важной особенностью сульфида серебра в системе Al-Ag2S/SiO2/Au-ITO является наличие светочувствительности. Также немаловажным результатом работы первого года выполнения проекта является получение функциональных слоев полупроводниковых структур на базе фуллерена С60 и КТ Ag2Se. Показано, что тонкие пленки КТ Ag2Se в системе сэндвич-структуры Al-Ag2Se-ITO, имеют уникальные вольт-амперные характеристики. Исследуемый селенид серебра обладает неклассической генерацией свободных носителей заряда. Представленная токовая нестабильность в перспективе может быть использована для первичной генерации сигналов. Формирование гетероструктуры в системе Al-С60-Ag2Se-ITO, позволяет стабилизировать и усилить данный эффект.