Лазерное формирование наноразмерных структур и низкоотражающих поверхностей для фотоэлектрических преобразователей излучения и устройств квантовой электроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.03, кандидат физико-математических наук Зуев, Дмитрий Александрович

• Зуев, Дмитрий Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Зуев, Дмитрий Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

5

ГЛАВА 1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1. История и перспективы развития полупроводниковой фотовольтаики

1.2. Физические принципы работы фотоэлектрических преобразователей солнечного излучения (ФЭП)

1.2.1. Поглощение света полупроводником

1.2.2. Генерация фототока в р-гс-переходе

1.2.3. Механизмы потерь энергии в ФЭП

1.3. Текстурирование поверхности полупроводников

1.4. Прозрачные токопроводящие покрытия

1.4.1 Общая характеристика оксида индия легированного оловом

(1п203:8п)

1.4.2. Общая характеристика оксида цинка

1.5. Метод импульсного лазерного напыления для создания наноразмерных структур

1.5.1. Воздействие лазерного излучения на мишень

1.5.2. Разлет лазерного плазменного факела

1.5.3. Осаждение продуктов абляции на подложку и рост пленки

1.6. Выводы

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ

2.1. Экспериментальная установка для текстурирования поверхности полупроводников и импульсного лазерного напыления (ИЛН)

наноразмерных структур

2.1 Л. Модуль текстурирования образцов

2.1.2. Модули импульсного лазерного напыления

2.1.3. Система регистрации оптических характеристик лазерной плазмы

2.1.4. Модуль для зондовых исследований лазерного плазменного

факела

2.2. Создание керамических мишеней для ИЛН

2.3. Подготовка подложек

2.4. Методы исследования образцов

2.4.1. Электронная сканирующая микроскопия

2.4.2. Оптическая спектроскопия

2.4.3. Определение квантовой эффективности ФЭП

2.4.6. Рентгеновская дифракция

2.4.7. Атомно-силовая микроскопия

2.4.8. Электрические измерения

2.5. Выводы

ГЛАВА 3. ЛАЗЕРНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ НИЗКООТРАЖАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

3.1. Формирование лазерно-индуцированных микроструктур на поверхности монокристаллического кремния

3.1.1. Определение порогов образования микроструктур в вакууме

3.1.2. Влияние газовой среды на формирование микроструктур

3.2. Создание низкоотражающей текстуры на поверхности мультикристаллического кремния (тс-81)

3.2.1. Формирование лазерно-индуцированных микроструктур на поверхности тс-$>[ лазерным излучением с длиной волны 532 нм

3.2.2. Кислотное травление текстурированной поверхности тс-§\

3.2.3. Щелочное травление текстурированной поверхности тс-§\

3.2.4. Текстурирование поверхности тс-$\ лазерным излучением с длиной волны 248 нм

3.3. ФЭП на основе лазерно-текстурированной поверхности

3.3.1. Создание ФЭП на основе структуры {п+рр+)тс-^\

3.3.2. Исследование фотоэлектрических параметров ФЭП 3.4. Выводы

110

ГЛАВА 4. ИМПУЛЬСНОЕ ЛАЗЕРНОЕ НАПЫЛЕНИЕ (ИЛН) НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР

4.1. Прозрачные высокопроводящие покрытия на основе 1п2Оз:8п

4.1.1. Исследование динамики роста тонких пленок 1п20з:8п

4.1.2. Влияние условий роста на свойства пленок 1п20з:8п

4.1.3. Эффект Бурштейна-Мосса в тонких пленках In203:Sn

4.2. Прозрачные высокопроводящие покрытия на основе оксида цинка, легированного алюминием (ZnO:Al)

4.2.1. Исследование динамики роста тонких пленок ZnO:Al

4.2.2. Индуцированный легированием переход полупроводник-металл в наноразмерных пленках ZnO:Al

4.3. Создание множественных квантовых ям MgxZnj.xO/ZnO и исследование стимулированного излучения при оптической накачке

4.4. Фотоэлектрические свойства структур с ^-«-переходом /7-ZnO:Al//?-Si

4.4.1. Создание омических контактов к пленке ZnO:Al и исследование механизма протекания тока

4.4.2. Создание и исследование ФЭП ср-и-переходом ?2-ZnO:Al/p-Si...l43

4.5. Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ. ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА, В КОТОРЫХ ПРЕДСТАВЛЕНЫ ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лазерное формирование наноразмерных структур и низкоотражающих поверхностей для фотоэлектрических преобразователей излучения и устройств квантовой электроники»

ВВЕДЕНИЕ.

Диссертационная работа посвящена формированию лазерным излучением наноразмерных структур (прозрачных высокопроводящих тонких пленок, множественных квантовых ям), низкоотражающих поверхностей мультикристаллического кремния и исследованию их свойств.

Актуальность работы. В условиях роста цен на традиционные источники электроэнергии (нефть, газ, уголь) общемировой тенденцией является разработка систем, позволяющих снизить энергопотребление, а также получать энергию из возобновляемых источников. Значительное место среди такого вида устройств занимают фотоэлектрические преобразователи солнечного излучения и светодиоды. Актуальной проблемой их разработки является повышение эффективности преобразования излучения, один из способов решения которой - применение прозрачных высокопроводящих покрытий, а также использование текстурированных поверхностей полупроводников.

Применение текстурированных поверхностей при создании фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) позволяет уменьшить коэффициент отражения поверхности, а в светоизлучающих устройствах повышает коэффициент оптического вывода излучения. Существующие промышленные методы жидкостного химического текстурирования монокристаллических полупроводников неэффективны для мультикристаллического кремния {тс-§\), получившего широкое применение при создании ФЭП. Поэтому разработка альтернативных методов текстурирования поверхности полупроводников является актуальной проблемой. Особенно перспективным способом модификации поверхности является применение лазерного излучения (метод лазерного текстурирования).

В настоящее время самым распространенным материалом при создании прозрачных высокопроводящих покрытий является оксид индия, легированный оловом (1п20з:8п). При этом продолжает оставаться

актуальной задача уменьшения температуры роста пленок 1п2Оз:8п с сохранением их высокого коэффициента пропускания и низкого удельного сопротивления при создании полупроводниковых приборов на термочувствительных подложках, органических светоизлучающих диодов и солнечных элементов и т.д.

Разработка новых устройств квантовой электроники и оптоэлектроники, а также ограниченность природных запасов индия обуславливают необходимость поиска новых материалов для создания прозрачных высокопроводящих покрытий. Оксид цинка ^пО), являясь широко распространенным, недорогим и нетоксичным веществом, активно исследуется при легировании алюминием (А1) в качестве заменителя 1п203:8п. Особый интерес при создании фотодиодов и свето диодов представляют множественные квантовые ямы (МКЯ) на базе ХпО, поскольку приборы на их основе способны работать в синей и УФ областях спектра. Применение таких систем в составе активных сред светоизлучающих устройств позволит получать лазерную генерацию при низких пороговых плотностях тока.

Таким образом, получение и исследование прозрачных высокопроводящих материалов, МКЯ на базе ХпО, а также развитие метода лазерного текстурирования поверхности полупроводников является актуальной научной и практической задачей.

Целью работы является получение методом импульсного лазерного напыления (ИЛН) прозрачных высокопроводящих пленок 1п20з:8п и ZnO:Al, низкоотражающих текстурированных лазерным излучением поверхностей мультикристаллического кремния (тс~$>\), а также исследование их свойств.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработка и создание модульной экспериментальной установки, позволяющей проводить импульсное лазерное напыление тонких пленок и лазерное текстурирование (ЛТ) поверхности полупроводников в одной вакуумной камере.

2. Формирование и исследование низкоотражающих структур на поверхности мультикристаллического кремния (тс-$>1) импульсным лазерным воздействием.

3. Создание ФЭП на основе тс-&1 (структура {п+рр+)тс-$\) с текстурированной лазером поверхностью и исследование их характеристик.

4. Получение прозрачных высокопроводящих пленок оксидов металлов 1п20з:8п и 2пО:А1 методом ИЛН и исследование их электрических, структурных и оптических свойств.

5. Создание методом ИЛН множественных квантовых ям (МКЯ) хО!ЪпО и их исследование.

6. Исследование ФЭП с р-и-переходом п-ЪпО'.АУр-^л, полученных методом ИЛН.

Научная новизна.

1. Экспериментально установлено, что воздействие на поверхность тс-$\ излучением второй гармоники УАО:Ш3т лазера с модулированной

л

добротностью при плотности энергии от 3 до 4 Дж/см приводит к формированию однородного по поверхности материала рельефа (текстуры), состоящего из образований конической формы с аспектным соотношением > 3.

2. Впервые методом лазерного текстурирования получена не зависящая от ориентации кристаллических зерен низкоотражающая текстура на поверхности тс-$>\ с полным отражением менее 3% в спектральном диапазоне (0,3-1,1)мкм.

3. Впервые продемонстрировано, что применение метода лазерного текстурирования при создании ФЭП на основе тс-§\ позволяет увеличить внешнюю квантовую эффективность и плотность тока короткого замыкания на 18% по сравнению с нетекстурированными ФЭП из того же материала.

4. Показано, что изменение температуры подложки от 25 °С до 400 °С при синтезе пленок 1гь03:8п методом ИЛН с концентрацией олова в пленках 5 ат.% приводит к сдвигу края фундаментальной полосы поглощения в коротковолновую область спектра от 3,65 эВ до 4,01 эВ, вызванному увеличением концентрации носителей заряда (пе) в диапазоне (2,35-7,1)х 10 см" (эффект Бурштейна-Мосса).

5. Установлено, что значение приведенной эффективной массы носителей заряда в пленках 1п203:8п, полученных методом ИЛН, в исследованном диапазоне концентраций составляет 0,54те (те - масса электрона).

6. Показано, что удельное сопротивление и концентрация носителей заряда пленок ZnO:Al, синтезируемых методом ИЛН, немонотонно зависят от концентрации легирующей примеси А1. Минимальное значение удельного сопротивления и максимальное значение концентрации носителей достигаются при концентрации А1 в пленках 3 ат. %. При концентрации

1 о ^

носителей заряда пе > 6x10 см" в пленках ZnO:Al происходит изменение характера проводимости от полупроводниковой к металлической.

7. Обнаружен эффект вынужденного излучения в квантовых ямах Mgo.i8Zno.82O/ZnO с шириной Ьу„ = 3,2 нм и 4 нм при плотности мощности

оптической накачки Р^, проводящейся эксимерным КгБ лазером, Рл > 90

2 2 кВт/см и Рл> 160 кВт/см соответственно.

8. Впервые методом ИЛН изготовлены ФЭП с /?-и-переходом п-7,х\0\кМр-<$>\. Значения напряжений холостого хода и плотностей тока короткого

-л

замыкания в таких структурах составляют 160 мВ и 10 мА/см соответственно.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Воздействие импульсного лазерного излучения с длиной волны 532 нм наносекундной длительности на поверхность тс-Чь\ позволяет сформировать однородную текстуру, полное отражение которой в диапазоне длин волн (0,3-1,1) мкм не превышает 3%.

2. Текстурирование поверхности тс-81 лазерным излучением увеличивает внешнюю квантовую эффективность и плотность тока короткого замыкания ФЭП.

3. Удельное сопротивление и концентрация носителей заряда пленок

ZnO:Al, синтезируемых методом ИЛН, немонотонно зависят от

концентрации легирующей примеси А1. При концентрации носителей заряда 10 ^

пе > 6x10 см" в пленках ZnO:Al происходит изменение характера проводимости от полупроводниковой к металлической.

4. Метод ИЛН позволяет сформировать р-я-переход п-Ъп.О\АУр-$>\, демонстрирующий выпрямляющую вольт-амперную характеристику, что обеспечивает возможность создания ФЭП на его основе.

Практическая значимость работы. Создана экспериментальная установка модульного типа, позволяющая в одной вакуумной камере проводить лазерное текстурирование поверхности полупроводников, импульсное лазерное напыление тонких пленок и многослойных покрытий, отжиг образцов. В работе предложен вариант метода ЛТ поверхности полупроводников и созданы ФЭП на основе лазерно-текстурированной поверхности. В ходе проведенных исследований определены оптимальные условия ИЛН прозрачных высокопроводящих пленок 1п2Оз:8п, ZnO:Al. Созданные квантовые ямы М§,£п1.хО,^пО могут использоваться в составе активных сред светоизлучающих устройств. Применение полученных результатов при создании элементно-узловой базы устройств оптоэлектроники и квантовой электроники может привести к существенному

снижению их стоимости и увеличению эффективности преобразования излучения.

Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы докладывались на всероссийских и международных научных конференциях: X Межвузовской научной школе молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине», НИИЯФ МГУ, г. Москва, 2009; 2-й Всероссийской научной школе для молодежи «Концентрированные потоки энергии в индустрии наносистем, материалов и живых систем», МИЭМ, г. Москва, 2009; 2-й Международной конференции/молодежной школе-семинаре «Современные нанотехнологии и нанофотоника для науки и производства», г. Владимир, 2009; Шестнадцатой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-16), г. Волгоград, 2010; X International conference «Fundamentals of Laser Assisted Micro- & Nanotechnologies» (FLAMN'10), St. Petersburg-Pushkin, Russia, 2010; The International Conference on Coherent and Nonlinear Optics and the Laser, Applications and Technologies Conference (ICONO/LAT 2010), Kazan, Russia, 2010; 18th and 19th International Conference on Advanced Laser Technologies, Egmond aan Zee, Netherlands, 2010; Golden Sands Resort, Bulgaria 2011; 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Valencia, Spain, 2010; III Международном форуме по нанотехнологиям (RUSNANOTECH), г. Москва, 2010; VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов», ИМЕТ РАН, г. Москва, 2011; на научных семинарах ИПЛИТ РАН, г. Шатура, 2009-2011; научном семинаре Дрезденского технологического университета (2011, г. Дрезден, Германия).

Работа была выполнена в соответствии с планами работ: по программе фундаментальных исследований ОИТВС РАН «Организация вычислений с использованием новых физических принципов» в рамках

проекта «Разработка технологии и создание светоизлучающих полупроводниковых устройств синего и ближнего УФ диапазонов (лазеров и светодиодов) на базе оксида цинка», по программе фундаментальных исследований ОНИТ РАН «Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров, материалы для микро- и наноэлектроники, микросистемная техника, твердотельная электроника» в рамках проекта «Формирование низкоразмерных структур полупроводников и металлов методом импульсного лазерного напыления для устройств наноэлектроники и спинтроники». Работа поддерживалась грантами РФФИ: проекты 09-08-01053-а, 11-07-003 59-а; Государственными контрактами Федерального агентства по науке и инновациям: № 02.740.11.0055 «Разработка и исследование перспективных конструкций кремниевых солнечных фотоэлектрических преобразователей с использованием плазмохимических и лазерных технологических методов и электродов из наноструктурированных пленок прозрачных проводящих оксидов»; № 02.513.11.3169 «Разработка методов создания полупроводниковых наноматериалов для высокоэффективных лазеров и светодиодов в спектральной области 0,38-1,54 мкм», проектом Германского Министерства Образования и Исследований (BMBF) RUS 09/055: «Charakterisierung und Herstellung von Dürmschichtstrukturen auf der Basis von ZnO:X für die Anwendung in Solarzellen und Licht emittierenden Elementen».

Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждается использованием апробированных и обоснованных физических методов, воспроизводимостью результатов, работоспособностью созданных установок, а также общим согласованием с результатами других исследователей. Анализ экспериментальных данных проведен с соблюдением критериев достоверности статистических испытаний и физических измерений.

Личный вклад автора. В работе изложены результаты исследований, выполненные автором лично или в соавторстве. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично или при его определяющем участии.

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 20 научных работах, в том числе 8 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов диссертации, и 1 патенте РФ на полезную модель.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы из 152 наименований и одного приложения. Основная часть работы изложена на 172 страницах, содержит 91 рисунок и 3 таблицы.

Во введении обоснована актуальность выбора темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи, обсуждается новизна и практическая значимость работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, и дано краткое содержание работы по главам.

В первой главе представлен обзор литературы по теме диссертационной работы. Проведен анализ литературы по физическим основам фотоэлектрического преобразования солнечного излучения, обсуждаются способы снижения оптических потерь при применении полупроводников с текстурированной поверхностью, а также прозрачных токопроводящих оксидных пленок. Описаны основные свойства 1п203 и ZnO. Рассмотрен метод ИЛН и механизмы роста тонких пленок, приведено обоснование выбора метода ИЛН для синтеза пленок прозрачных токопроводящих оксидных пленок.

Во второй главе описана разработанная экспериментальная установка модульной конструкции, приведено описание модулей текстурирования и ИЛН, зондовых и эмиссионных исследований лазерного плазменного факела,

методики подготовки подложек и изготовления мишеней для ИЛН, а также описаны методы исследования образцов, примененные в данной работе.

Третья глава посвящена созданию структур с повышенной светопоглощающей способностью на поверхности монокристаллического (с-БГ) и мультикристаллического (тс-§Г) кремния импульсным лазерным воздействием, исследованию их оптических свойств, а также созданию ФЭП на основе лазерно-текстурированного тс-Ъ'х. Разработанный вариант метода лазерного текстурирования поверхности обеспечивает снижение полного отражения поверхности тс-$\ до значений менее 3% в диапазоне длин волн (0,3-1,1) мкм. Однородная текстура состоит из конических микроструктур, геометрические параметры которых не зависят от кристаллографической ориентации отдельных кристаллических зерен тс-Бь Текстурирование поверхности тс-§\ лазерным излучением увеличивает внешнюю квантовую эффективность и плотность тока короткого замыкания ФЭП.

В четвертой главе приводятся результаты по созданию прозрачных высокопроводящих пленок Ь^Оз^п и 7пО:А1 методом ИЛН, исследованию их структурных, электрических и оптических свойств, получению множественных квантовых ям М§х2п1_хО/2пО и их исследованию, а также разработке ФЭП на основе /?-и-перехода п-Хх\0\А\1р-$\. Определены оптимальные условия синтеза тонких пленок 1п20з:8п и ЪЮЛ\ методом ИЛН. Это позволяет получить пленки, удовлетворяющие требованиям материалов элементно-узловой базы квантовой электроники и оптоэлектроники, что продемонстрировано при создании ФЭП на основе р-п-перехода п-Ъп.О\А[1р-$\. Обнаружен эффект стимулированного излучения в ближнем УФ диапазоне в квантовых ямах Mgo.1sZno.82O/ZnO, полученных методом ИЛН.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Квантовая электроника», Зуев, Дмитрий Александрович

Основные результаты и выводы работы можно сформулировать следующим образом:

1. Разработана и создана экспериментальная установка модульного типа, которая позволяет проводить импульсное лазерное напыление тонких пленок и многослойных покрытий, лазерное текстурирование поверхности полупроводников и отжиг в одной вакуумной камере, а также осуществлять диагностику лазерного эрозионного факела зондовыми методами и методом оптической спектроскопии в процессе напыления. Установка позволяет создавать материалы с различными свойствами.

2. Разработан метод лазерного текстурирования поверхности тс- 81 излучением второй гармоники УАО:Мё3+ лазера с модулированной добротностью, который позволяет сформировать на его поверхности текстуру, состоящую из конических микроструктур с аспектным соотношением >3. Установлено, что плотность энергии, оптимальная для

-у формирования таких структур, находится в диапазоне от 3 до 4 Дж/см", а их геометрические параметры не зависят от ориентации кристаллических зерен тс-$\ .

3. Исследована отражательная способность лазерно-текстурированной поверхности тс-$'\ и влияние на нее кислотного и щелочного травления. Показано, что полученная текстура обладает уникально низким полным отражением (менее 3%) в диапазоне длин волн (0,3-1,1) мкм. Продемонстрирована возможность сохранения коэффициента полного отражения текстурированной лазером поверхности тс-81 на уровне 5% в диапазоне длин волн (0,3-1,1) мкм даже после длительного кислотного травления.

4. Впервые продемонстрировано, что применение метода лазерного текстурирования при создании ФЭП на основе тс-§\ позволяет увеличить внешнюю квантовую эффективность и плотность тока короткого замыкания на 18% по сравнению с нетекстурироваными ФЭП из того же материала.

5. Проведены исследования тонких пленок прозрачных высокопроводящих покрытий на основе In203:Sn и ZnO:Al, полученных методом ИЛИ. Достигнутые характеристики пленок (значение удельного сопротивления ~ 10"4 Омхсм и пропускание в видимой области спектра > 85%) удовлетворяют требованиям к прозрачным высокопроводящим покрытиям для создания устройств квантовой электроники и оптоэлектроники.

6. Установлено, что изменение температуры подложки от 25 до 400°С при синтезе пленок In203:Sn (5 ат. % Sn) методом ИЛН приводит к сдвигу края фундаментальной полосы поглощения в коротковолновую область спектра от 3,65 эВ до 4,01 эВ, вызванному увеличением концентрации носителей пе в

20 20 3 диапазоне от 2,35x10 до 7,1x10 см" . Установлено, что значение приведенной эффективной массы носителей заряда в пленках In203:Sn составляет 0,54we в исследованном диапазоне концентраций носителей.

7. Продемонстрировано, что удельное сопротивление и концентрация носителей заряда в пленках ZnO:Al немонотонно зависят от концентрации легирующей примеси А1, а минимальное значение удельного сопротивления и максимальное значение концентрации носителей достигается при концентрации А1 в пленках 3 ат. %. Экспериментально установлено, что при

19 3 концентрации носителей заряда пе > 6x10 см" в пленках ZnO:Al происходит изменение характера проводимости от полупроводниковой к металлической.

8. В квантовых ямах Mg0.i8Zn0.82O/ZnO с шириной Lw = 3,2 нм и 4 нм, выращенных на плоскопараллельных сапфировых подложках, наблюдается эффект стимулированного излучения в ближнем УФ диапазоне при

2 2 плотности оптической накачки Pth > 90 кВт/см и Pth > 160 кВт/см соответственно.

9. Впервые методом ИЛН созданы ФЭП с /?-и-переходом «-ZnO:Al//?-Si. Значения напряжений холостого хода и плотности тока короткого замыкания в таких структурах составляют 160 мВ и 10 мА/см , соответственно.

Автор выражает искреннюю благодарность всем, с кем ему пришлось работать, кто помогал советом, обсуждениями и личным участием в проведении данной работы.

Автор искренне признателен своему учителю, к.ф.-м.н. Олегу Алексеевичу Новодворскому, под руководством которого была выполнена диссертационная работа.

Большую помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов мне оказали сотрудники лаборатории «Наноструктур и тонких пленок» ИПЛИТ РАН к.х.н. О.Д. Храмова, к.ф.-м.н. A.A. Лотин, к.ф.-м.н. Л.С. Паршина, A.B. Шорохова, к.ф.-м.н. Е.В. Хайдуков, а также сотрудники отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ к.ф.-м.н. Г.Г. Унтила, А.Ю. Поройков, к.ф.-м.н. Т.Н. Кост, к.ф.-м.н. А.Б. Чеботарева.

Автор искренне признателен д.ф.-м.н., профессору Ф.В. Лебедеву за неоценимую помощь, ценные советы и интерес к работе.

Многие исследования оказались бы невозможными без интеллектуальной и технической поддержки сотрудников подразделений ИПЛИТ РАН. Особенно хотелось бы поблагодарить В.Н. Семиногова за обсуждение результатов, а также В.Н. Глебова за ценные рекомендации при выполнении работы.

Считаю необходимым поблагодарить своих первых учителей, преподавателей Волгоградского государственного университета к.ф.-м.н., доцента В.Н. Храмова и к.ф.-м.н., доцента С.А. Куценко.

Приношу глубокую благодарность академику В.Я. Панченко за поддержку и внимание к работе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Зуев, Дмитрий Александрович, 2012 год

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Petrova-Koch V., Hezel R.; Goetzberger A. High-Efficient Low-Cost Photovoltaics // Berlin, Springer, 2009. P. 228

2. Fraas L.M., Partain L.D. Solar Cells and Their Applications // New Jersey, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2010. P 648.

3. Алферов Ж.И., Андреев B.M., Румянцев В.Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики // Физика и техника полупроводников. 2004. Т. 38, вып.8 С. 937-948.

4. Chapin D, Fuller С, Pearson G. A New Silicon p-n Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power // Journal of Applied Physics.

1954. Vol. 25, Iss. 5. P. 676-677.

5. Prince M. B. Silicon Solar Energy Converters // Journal of Applied Physics.

1955. Vol. 26, Iss. 5. P. 534-540.

6. Loferski J. Theoretical Considerations Governing the Choice of the Optimum Semiconductor for Photovoltaic Solar Energy Conversion // Journal of Applied Physics. 1956. Vol. 27, Iss. 7. P. 777-784.

7. Wysocki J, Rappaport P. Effect of Temperature on Photovoltaic Solar Energy Conversion // Journal of Applied Physics. 1960. Vol. 31, Iss. 3. P. 571-578.

8. Shockley W, Queisser H. Detailed Balance Limit of Efficiency of p-n Junction Solar Cells // Journal of Applied Physics. 1961. Vol. 32, Iss. 3. P. 510-519.

9. Cusano D. CdTe solar cells and photovoltaic heterojunctions in II—VI compounds // Solid-State Electronics. 1963. Vol. 6, Iss. 3. P. 217-218.

10. Солнечные преобразователи на основе гетеропереходов p-AlxGai„xAs-n-GaAs / Алферов Ж.И., Андреев В.М., Каган М.Б., Протасов И.И., Трофим В.Г. // Физика и Техника Полупроводников. 1970. Т.4, вып. 12. С. 23782379.

11. Маловецкая В.М., Вавилов B.C. Кремниевые солнечные батареи как источники электрического питания искусственных спутников земли // Успехи Физических Наук. 1957. Т. 63, вып. 9. С. 123-129.

12. Глиберман А.Я., Зайцева A.K. Кремниевые солнечные батареи // M.-JL: Госэнергоатомиздат. 1961. С. 72.

13. Колтун М.М. Оптика и метрология солнечных элементов // М.: Наука. 1985. С. 280.

14. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы. Теория и эксперимент. // Пер. с анг. под ред. М.М. Колтуна. М.: Энергоатомиздат. 1987. С. 280.

15. Luque A., Hegedus S. Handbook of photovoltaic science and engineering // John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2003. P. 1179.

16. Унтила Г.Г., Закс М.Б. Кремниевая фотоэнергетика: состояние и основные направления развития // Теплоэнергетика. 2011. № 11. С. 47-60.

17. Попель О. С. Возобновляемые источники энергии: роль и место в современной и перспективной энергетике // Российский Химический Журнал. Российская энергетика и энергосбережение: состояние и перспективы. 2008. Том LII, № 6. С. 95-106.

18. Pankove J. Optical Processes in Semiconductors // Dover Publications, New York. 1971. P. 422.

19. Ю П., Кардона M. Основы физики полупроводников / М.: ФИЗМАТ ЛИТ. 2002. С. 560.

20. Шалимова К.В. Физика полупроводников // М.: Энергоатомиздат 1985.С. 392.

21. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения // Л.: Наука. 1989. С. 310.

22. Зи С. Физика полупроводниковых приборов // М: Мир. 1984. Т.2. С. 456.

23. Sopori В. Silicon Nitride Processing for Control of Optical and Electronic Properties of Silicon Soalr Cells // Jounral of Electronic Materials. Vol. 32. №. 10. 2003. P. 1034-1042.

24. Richards B.S. Single-material Ti02 double-layer antireflection coatings // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2003. Vol. 79, Iss. 3. P. 369-390.

25. Optimum Design of Anti-reflection coating for silicon solar cells / Wang E.Y., Yu F.T.S., Sims V.L., Brandhorst E.W., Broder J.D. // Conference Record of the 10th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. 1973. P. 168-171.

26. Design and simulation of antireflection coating systems for optoelectronic devices: Application to silicon solar cells / Bouhafs D., Moussi A., Chikouche A., Ruiz J.M. // Solar Energy Materials and Solar Cells. 1998. Vol.52, Iss.1-2. P. 79-93.

27. Шуберт Ф. Светодиоды // M.: ФИЗМАТЛИТ. 2008. С. 496.

28. Светодиоды (к = 3.6 рт) с оптическим возбуждением на основе фотонных кристаллов в арсениде индия. / Задиранов Ю.М., Зотова Н.В., Ильинская Н.Д., Карандашев С.А., Матвеев Б.А., Ременный М.А., Стусь Н.М., Усикова А.А. // Письма в Журнал Технической Физики. 2008. Т.34, вып. 10. С. 1-7.

29. Емельянов A.M., Соболев Н.А. Мощные кремниевые светодиоды с краевой люминесценцией // Письма в Журнал Технической Физики. 2008. Т.34, вып. 4. С. 64-70.

30. Reactivity of crystalline silicon in the systems HF-HNO3-H2O (a novel study) / Rover I., Roewer G., Bohmhammel K., Wambach K. / Proceedings of The 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference (PVSEC). 2004. P. 895-898

31. Acid wet chemical texturisation of mc-Si solar cells. / Batzner D.L., Windgassen H., Sauer A., Hadam В., JanBen L., Pletzer T. // Proc. The 22nd European PVSEC .2007. P. 1715-1718.

32. Dry plasma texturing - an alternative technique for industrial production of thin mc-Si solar cells / Chan B.T., Quang N. Le., Madon F., Nichiporuk O., Esson A., Mermet S., Messant A.M., Gauthier M., Goaer G., Walther Gerd, Chan ВТ., Gustav O. // Dry plasma texturing - an alternative technique for industrial production of thin mc-Si solar cells // Proc. 22nd European PVSEC. 2007. РЛ 506-1510.

33. Oberholtzer F., Dube C.E. Efficiency improvements of string ribbon silicon solar cells employing texturization, high sheet resistance emitter and light-

induced silver plating on screen-printed front grid // Proc. 22nd European PVSEC. 2007. P. 916-919.

34. Plasma texturing of low-defect epitaxial layers. / Lindekugel S., Schimich E., Janz S., Reber S. // Proc. 22nd European PVSEC. 2007. P. 1986-1989.

35. Industrially attractive front contact formation methods for mechanically V-textured multicrystalline silicon solar cells / Spiegel M., Gerhards C., Huster F., Jooss W., Fath P., Bucher E. // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2002. Vol. 74, Iss. 1-4. P 175-182.

36. Сапрыкин Д.JI. Лазеры в производстве солнечных батарей // РИТМ. 2010. №2. С.14-16.

37. Влияние условий осаждения и отжига пленок легированного фтором оксида индия (IFO) на фотоэлектрические свойства гетероперехода IFO/p-Si / Унтила Г.Г., Кост Т.Н., Чеботарева А.Б., Закс М.Б., Ситников A.M., Солодуха О.И. // Физика и техника полупроводников. 2008. Т. 42, вып. 4. С. 415-422.

38. Electrical and optical characteristics of ITO films by pulsed laser deposition using a 10 wt.% Sn02-doped ln203 ceramic target / Kim S. H., Park N.M., Kim T.Y., Sung G.Y.// Thin Solid Films. 2005. Vol. 475, Iss. 1-2. P. 262-266.

39. ITO thin films deposited by advanced pulsed laser deposition / Viespe C., Nicolae I., Sima C., Grigoriu C., Medianu R. // Thin Solid Films. 2007. Vol. 515, Iss. 24. P. 8771-8775.

40. Gupta L., Mansingh A., Srivastava P. K. Band Gap Narrowing and the Band Structure of Tin Doped Indium Oxide Films // Thin Solid Films. 1989. Vol.176, Iss. l.P. 33-44.

41. Ginley D.S., Hosono H., Paine D.C. Handbook of Transparent Conductors // New York, Springer Science+Business Media. 2010. P. 533.

42. Thestrup B. Deposition of ITO and AZO Thin Films by Laser Ablation at 355 nm in a Background Atmosphere // Roskilde, Riso National Laboratory. 2000. P. 150.

43. Semiconducting Transparent Thin Films / Hartnagel H. L., Dawar A. L., Jain A. K, Jagadish C. // Bristol, Institute of Physics Publishing. 1995. P. 358.

44. Preparation and sintering of nanocrystalline ITO powders with different Sn02 content / Kim S.M., Seo K.H.,Lee J.H., Kim J.J., Lee H.Y., Lee J.S. // Journal of the European Ceramic Society. 2006. Vol. 26, Iss. 1-2. P. 73-80.

45. Maruyama T., Fukui K. Indium tin oxide thin films prepared by chemical vapour deposition // Thin Solid Films. 1991. Vol. 203, Iss. 2, P. 297-302

46. Suzuki A., Maki K. Transparent Conductive Thin Films of Sn Doped In2C>3 Grown by Aerosol-Assisted CVD Using Inlll Acetylacetonate with 5 mol % SnIV Bis-acetylacetonate Dibromide Dissolved in Acetylacetone // Chemical Vapor Deposition. 2006. Vol. 12, Iss. 10. P. 608-613.

47. Deposition of tin-doped indium oxide films by a modified reactive magnetron sputtering process / Karim A.A., Deshpandey C., Doerr H.J., Bunshah R.F. // Thin Solid Films. 1989. Vol. 172, Iss. l.P. 111-121.

48. May C., Strtimpfel J. ITO coating by reactive magnetron sputtering-comparison of properties from DC and MF processing // Thin Solid Films.

1999. Vol. 351, Iss. 1-2, P. 48-52.

49. Akkad F. El, Punnoose A., Prabu G. Properties of ITO films prepared by rf magnetron sputtering // Applied Physics A: Materials Science & Processing.

2000. Vol. 71, №2. P. 157-160

50. Electronic transport in tin-doped indium oxide thin films prepared by sol-gel technique / Tahar R.B.H., Ban T., Ohya Y., Takahashi Y. // Journal of Applied Physics. 1998. Vol. 83, Iss. 4. P. 2139 - 2141.

51. Ritala M.; Asikainen T.; Leskela H. Enhanced Growth Rate in Atomic Layer Epitaxy of Indium Oxide and Indium-Tin Oxide Thin Films // Electrochemical Solid-State Letters. 1998. Vol. 1, Iss. 3. P. 156-157.

52. Utsumi K, Matsunaga O., Takahata T. Low resistivity ITO film prepared using the ultra high density ITO target // Thin Solid Films. 1998. Vol. 334, Iss. 1-2. P.30-34.

53. Comparative study of ITO and FTO thin films grown by spray pyrolysis / Aouaj M.A., Diaz R., Belayachi A., Rueda F., Abd-Lefdil M. // Materials Research Bulletin. 2009. Vol. 44, Iss. 7. P. 1458-1461.

54. Electrical and optical properties of indium tin oxide thin films grown by pulsed laser deposition / Kim H., Horwitz J.S., Pique A., Gilmore C.M., Chrisey D.B. // Applied Physics A: Materials Science & Processing. 1999. Vol. 69, № 7. P.447-450.

55. Electrical properties of crystalline ITO films prepared at room temperature by pulsed laser deposition on plastic substrates / Izumi H., Ishihara Т., Yoshioka H., MotoyamaM. //Thin Solid Films. 2002. Vol. 411, Iss. 1. P. 32-35.

56. Pulsed laser deposition of indium tin oxide films on flexible polyethylene naphthalate display substrates at room temperature / Sierras K.A., Cairns D.R., Abell J.S., Kukureka S.N. // Thin Solid Films. 2010. Vol. 518, Iss. 10. P. 26232627.

57. A comprehensive review of ZnO materials and devices / Ozgur U., Alivov Ya.I., Liu C., Teke A., Reshchikov M. A., Dogan S., Avrutin V., Cho S.-J., Morkoc H. // J. Appl. Phys. 2005. Vol. 98. P. 041301-1-041301-103.

58. Owen J. I. Growth, Etching, and Stability of Sputtered ZnO:AI for Thin-Film Silicon Solar Cells // Julich, Forschungszentrum Julich GmbH Zentralbibliothek. 2011. P. 208.

59. Кузьмина И. П., Никитенко В. А. Окись цинка. Получение и оптические свойства. М. : Наука, 1984. 167 с.

60. Van de Walle С. G. Defect analysis and engineering in ZnO // Physica B. 2001. Vol. 308-310. P. 899-903.

61. Hydrogen: a relevant shallow donor in zinc oxide / Hofmann D. M., Hofstaetter A., Leiter F., Zhou H., Henecker F., Meyer В. K., Orlinskii S. В., Schmidt J., Baranov P. G. // Phys. Rev. Lett. 2002. Vol. 88. P. 45504-45507

62. Van de Walle C. G. Hydrogen as a cause of doping in zinc oxide // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. P. 1012-1015.

63. Experimental confirmation of the predicted shallow donor hydrogen state in zinc oxide / Cox S. F. J., Davis E. A., Cottrell S. P., King P. J. C., Lord J. S., Gil J. M., Alberto H. V., Vilao R. C., Duarte J. P., Campos de N. A., Weidinger A., Lichti R. L., and Irvine S. J. C. // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86. P. 2601-2604.

64. Thomas D.G. The diffusion and precipitation of Indium in Zinc Oxide // J. Phys. Chem. Solids. 1959. Vol. 9, Iss. 1. P. 31-42.

65. Kroger F. A. The Chemistry of Imperfect Crystals. Imperfection Chemistry of Crystalline Solids // North-Holland Pub. Co., Amsterdam. 1973. P. 1006.

66. Highly conductive and transparant Ga-doped epitaxial ZnO films on sapphire by CVD / Ataev B. M., Bagamadova A. M., Djabrailov A. M., Mamedov V. V., Rabadanov R. A. // Thin Solid Films. 1995. Vol. 260. P. 19-22.

67. Transparent conductive oxide semiconductor ZnO:Al films produced by magnetron reactive sputtering / Chen M., Pei Z., Xi W., Sun C., and Wen L. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2001. Vol. 666. P. F1.2.

68. Ga-doped ZnO films grown on GaN templates by plasma-assisted molecular-beam epitaxy / Ko H. J., Chen Y. F., Hong S. K., Wenisch H., Yao T., and Look D. C. // Appl. Phys. Lett. 2000. Vol. 77. P. 3761-3763.

69. Growth and characterization of Ga-doped ZnO layers, on a-plane sapphire substrates grown by molecular beam epitaxy / Kato H., Sano M., Miyamoto K. and Yao T. // J. Cryst. Growth. 2002. Vol. 237-239. P. 496-499.

70. Minami T. Present status of transparent conducting oxide thin-film development for Indium-Tin-Oxide (ITO) substitutes // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, Iss. 17. P. 5822-5828.

71. Preparations of ZnO:Al transparent conducting films by d.c. magnetron sputtering / Minami T., Oohashi K., Takata S., Mouri T., Ogawa N. // Thin Solid Films. 1990. Vol. 193-194, Part 2. P. 721-729.

72. Rapid thermal-plasma annealing of ZnO:Al films for silicon thin-film solar cells / Ohta N., Ohba D., Sato S., Tang Z., Shimizu H., Shirai H. // Thin Solid Films. 2011. Vol. 519, Iss. 20. P. 6920-6927.

73. Effect of post-annealing on the optoelectronic properties of ZnO:Ga films prepared by pulsed direct current magnetron sputtering / Yen W.T., Lin Y.C., Yao P.C., Ke J.H., Chen Y.L. // Thin Solid Films. 2010. Vol. 518, Iss. 14. P. 3882-3885.

74. Transport phenomena in high performance nanocrystalline ZnO:Ga films deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition / Robbins J.J., Harvey J., Leaf J., Fry C., Wolden C.A. // Thin Solid Films. 2005. Vol. 473, Iss. l.P. 35-40.

75. Schuler Т., Aegerter M.A. Optical, electrical and structural properties of sol gel ZnO:Al coatings//Thin Solid Films. 1999. Vol. 351, Iss. 1-2. P. 125-131.

76. Гапонов С. В., Салащенко Н. Н. // Электронная промышленность. 1976. № 1. С. 11-20.

77. Eason R. Pulsed laser deposition of thin films:applications-led growth of functional materials. // New Jersey, Hoboken, John Wiley & Sons, Inc. 2007. P. 682.

78. Cheung J., Horowitz J. Pulsed Laser Deposition History and Laser-Target Interactions // MRS Bulletin. 1992. Vol. 17, №. 2 P. 30-36.

79. Афанасьев Ю. В., Крохин О. Н. Газодинамическая теория воздействия излучения лазера на конденсированные среды // Труды ФИ АН СССР. 1970. Т. 52. С. 118-170.

80. Pulsed laser deposition of quantum size bismuth films / Shubnii G.Yu., Zherikhin A. N., Prokopov E. V., Panchenco V. Ya., Golubev V. S. // Proceedings of SPIE. 1999. Vol. 3688. P. 330-334.

81. Жерихин A. H. Лазерное напыление тонких пленок. Итоги науки и техники. Серия: Современные проблемы лазерной физики. // М.: ВИНИТИ, 1990. 107 с.

82. Лазерное напыление пленок ZnO на кремниевые и сапфировые подложки / Жерихин А.Н., Худобенко А.И., Вилльямс Р.Т., Вилкинсон Д., Усер К.Б., Хионг Г., Воронов В.В. // Квантовая электроника. 2003. Т. 33, № 11. С. 975-980.

83. Effects of laser wavelength and fluence on the growth of ZnO thin films by pulsed laser deposition / Craciun V., Amirhaghi S., Craciun D., Elders J., Gardeniers J.G.E., Boyd Ian W. // Applied Surface Science. 1995. Vol. 86, Iss. 1-4. P. 99-106.

84. Coutal C., Azema A., Roustan J.-C. Fabrication and characterization of ITO thin films deposited by excimer laser evaporation // Thin Solid Films. 1996. Vol. 288, Iss. 1-2. P. 248-253

85. Оптические и структурные характеристики пленок оксида цинка, легированных галлием / Новодворским О. А., Горбатенко JI. С., Панченко

B. Я., Храмова О. Д., Черебыло Е. А, Венцель К., Барта И. В., Бублик В. Т., ЬЦербачев К. Д. // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43, вып. 4. С. 439-444.

86. Особенности нагрева плазмы коротковолновым излучением эксимерного лазера / Фаенов А.Я., Магунов А.И., Пикуз Т.А., Скобелев И.Ю., Пикуз

C.А., Болланти С., Ди Лаззаро П., Лизи Н., Флора Ф., Летарди Т., Палладино Л., Реале А., Скафати А., Грилли А., Батани Д., Маури А., Остерхельд А., Голдстейн В. // Квантовая электроника. 1996, Т. 23, № 8. С. 719-724.

87. Smith D. L. Thin-Film Deposition: Principles and Practice // New York, McGraw-Hill Professional, 1995. P. 616.

88. Allmen M., Blatter A. Laser-Beam Interactions with Materials // Berlin, Springer-Verlag. 1995. P. 194.

89. Anisimov S.I., Bauerle D., Luk'yanchuk B.S. Gas dynamics and film profiles in pulsed-laser deposition of materials // Phys. Rev. B. 1993. Vol. 48, Iss. 16. P. 12076-12081 .

90. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. В 4 т. Т. 2. / Под ред. Фортова В. Е.. М. : Наука, 2000.

91. Панченко В. Я., Новодворский О. А., Голубев В. С. Технология лазерно-плазменного напыления пленок нанометровых толщин // Наука и технологии в промышленности. 2006. № 4. С. 39-51.

92. Chrisey D.B., Hubler G.K. Pulsed Laser Deposition of Thin Films // New York, Wiley. 1994. P. 648.

93. Дубровский В.Г. Теория формирования эпитаксиальных наноструктур // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 352 с.

94. Mechanisms for self-assembling topography formation in low-temperature vacuum deposition of inorganic coatings on polymer surfaces / Lackner J.M., Waldhauser W., Alamanou A., Teichert C., Schmied F., Major L., Major B. // Bulletin of the polish academy of sciences. Technical Sciences. 2010. Vol. 58, №.2. P. 281- 294

95. Мовчан Б.А., Демчишин A.B. Исследование структуры и свойств толстых вакуумных конденсатов никеля, титана, вольфрама, окиси алюминия и двуокиси циркония // ФММ. - 1969.-Т. 28, №4. С. 23-30.

96. Thornton J.A. Structure and topography of sputtering coatings // Annual Review of Materials Science. 1977. Vol. 7. P. 239-260.

97. Messier R., Giri A.P., Roy R.A. Revised structure zone model for thin film physical structure // Journal of Vacuum Science & Technology A. 1984. Vol. 2, Iss. 2. P. 500-503.

98. Ba-Ca-Cu oxycarbonate thin films, prepared by pulsed laser deposition: structure, growth mechanism and superconducting properties / Calestani G., Migliori A., Spreitzer U., Hauser S., Fuchs M., Barowski H., Schauer Т., Assmann W., Range K.-J., Varlashkin A., Waldmann O., Muller P., Renk K.F. //PhysicaC: Superconductivity. 1999. Vol. 312, Iss. 3-4. P. 225-232.

99. Влияние условий импульсного лазерного осаждения на трибологические свойства тонкопленочных наноструктурированных покрытий на основе диселенида молибдена и углерода / Фоминский В.Ю., Григорьев С.Н., Романов Р.И., Неволин В.Н. // Журнал технической физики. 2012. Т. 82, вып. 4. С. 90-98.

100. Сепарация частиц лазерного эрозионного факела в процессе напыления тонких пленок Si / Хайдуков Е. В., Лотин А. А., Мельников Д. Н., Новодворский О. А., Панченко В. Я. // Труды IX Межвузовской научной

школы молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике электронике, экологии и медицине». М. : НИИЯФ МГУ. 2008. С. 127-131.

101. Зайдель А.Н., Прокофьев В.К., Райский С.М. Таблицы спектральных линий. М.-Л.: ГИТТЛ, с. 560 (1952).

102. Устройство для регистрации и исследования времяпролетных и пространственных характеристик лазерного эрозионного факела / Лотин A.A., Новодворский O.A., Зуев Д.А., Паршина Л.С. // Патент на полезную модель № 110497. Заявка № 2011115452. Приоритет от 19.04.11.

103. Зондовые исследования лазерного эрозионного факела при абляции кремния в вакууме / Хайдуков Е. В., Новодворский О. А., Лотин А. А., Рочева В. В., Храмова О. Д., Панченко В. Я II ЖТФ. 2010. Т. 80, вып. 4. С. 59-63.

104. Зондовые исследования эрозионного факела при абляции тантала в вакууме излучением эксимерного лазера с длиной волны 308 нм / Новодворский О. А., Филиппова Е. О., Храмова О. Д., Шевелев А. К., Венцель К., Барта И. В. // Квантовая электроника. 2001. Т. 31, № 2. С. 159163.

105. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Технология полупроводниковых и деэлектрических материалов // СПб: Лань. 2002. С. 424.

106. Хасанов О.Л., Двилис Э.С., Бикбаева З.Г. Методы компактирования и консолидации наноструктурных материалов и изделий // Томск: Изд-во Томского политехнического университета. 2008. С. 212.

107. Брандон Д., Каплан У. Микроструктура материалов. Методы исследования контроля // М.: Техносфера. 2006. С. 384.

108. Введение в физику поверхности. / Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин A.A., Зотов A.B., Катаяма М. // М.: Наука. 2006. С. 490.

109. Гуревич М.М. Фотометрия. Теория, методы и приборы. // Автор: Издательство: М.: Энергоатомиздат. 1983. С. 268.

110. Банишев А. Ф., Голубев В. С., Кремнев А. Ю. Генерация и накопление дислокаций на поверхности кремния при воздействии импульсно-периодического излучения YAG:Nd лазера // Журнал технической физики. 2001. Т.71, вып. 8. С. 33-38.

111. Мирзоев Ф.Х., Панченко В.Я., Шелепин JI.A. Лазерное управление процессами в твердом теле // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. № 1. С. 3-32.

112. Воздействие мощного лазерного излучения на поверхность полупроводников и металлов: нелинейно-оптические эффекты и нелинейно-оптическая диагностика / Ахманов С.А., Емельянов В.И., Коротеев Н.И. Семиногов В.Н. // Успехи физических наук. 1985. Т. 147, вып. 4. С. 675-745.

113. Начальная стадия развития трехмерных периодических структур при лазерном плавлении / Долгаев С.И., Кириченко Н.А., Симакин А.В., Шафеев Г.А. // Квантовая Электроника. 2004. Том 34, № 8. С. 771-773.

114. Формирование конических микроструктур при импульсном лазерном испарении твердых тел / Воронов В.В., Долгаев С.И., Лаврищев С.В., Лялин А.А., Симакин А.В., Шафеев Г.А. // Квантовая Электроника. 2000. Том 30, № 8. С. 710-714.

115. Mills D., Kolasinski K.W. Solidification driven extrusion of spikes during laser melting of silicon pillars // Nanotechnology. 2007. Vol. 17. P. 2741-2744.

116. Basore P.A. Defining terms for crystalline silicon solar cells // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 1994. Vol. 2, Iss. 2. P. 177-179.

117. 16.7% efficient, laser textured, buried contact poly crystal line silicon solar cell / Zolper J.C., Narayanan S., Wenham S.R., Green M.A. // Appl. Phys. Lett. 1989. Vol. 55, Iss. 22. P.2363 -2365.

118. Abbott M., Cotter J. Optical and electrical properties of laser texturing for high-efficiency solar cells // Prog. Photovolt: Res. Appl. 2006. Vol. 14, Iss. 3. P. 225-235.

119. Development of the laser method of multicrystalline silicon surface texturization / Dobrzanski L.A., Drygta A., Panek P., Lipinski M., Zieba P. // Archives of Materials Science and Engineering. 2009. Vol.38, Iss.l. P. 5-11.

120. Micro and nano-structuration of silicon by femtosecond laser: application to silicon photovoltaic cells fabrication / Halbwax M., Sarnet Т., Delaporte Ph., Sentis M., Etienne H., Torregrosa F., Vervisch V., Perichaud I., Martinuzzi S. // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516, Iss. 20. P. 6791-6795.

121. Texturing of multicrystalline silicon by laser ablation // Rentsch J., Bamberg F., Schneiderlochner E., Preu R. // Proc. 20nd European PVSEC. 2005. P. 218221.

122. Новый тип высокоэффективных двусторонних кремниевых солнечных элементов с внешними шинами и проволочной контактной сеткой / Унтила Г.Г., Кост Т.Н., Чеботарева А.Б., Закс М.Б., Ситников A.M., Солодуха О.И. // Физика и техника полупроводников. 2005. Т. 39, вып. 11. С. 1393-1398.

123. Laser Textured Black Multicrystalline Silicon Solar LGCells / Poroykov A., Untila G., Kost Т., Chebotareva A., Timofeyev M., Zaks M., Sitnikov A., Solodukha O., Novodvorsky O., Khaydukov E., Zuev D. // in: Proceedings of 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Valencia, Spain, 2010. P. 2584-2587.

124. Влияние концентрации олова на состав, оптические и электрические свойства пленок ITO, осажденных методом ультразвукового спрей-пиролиза на кремний и стекло / Унтила Г.Г., Кост Т.Н., Чеботарева А.Б., Тимофеев М.А.// Физика и Техника Полупроводников. 2012. Т. 46, вып. 7. С. 984-990.

125. Chopra К. L., Paulson P. D., Dutta V. Thin-film solar cells: an overview // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. Special Issue: Progress in Thin-film Solar Cells. 2004.Vol. 12, Iss. 2-3. P. 69-92.

126. Mizuhashi M. Electrical properties of vacuum-deposited indium oxide and indium tin oxide films // Thin Solid Films. 1980. Vol. 70, Iss. 1. P. 91-100.

127. Physics and chemistry of И-VI compounds // Aven M. and Prener J. North -holland publishing company, Amsterdam, 1970, 846 p.

128. Band-gap widening in heavily Sn-doped 1п20з / Hamberg I., Granqvist C. G., Berggren K.-F., Sernelius В. E., Engstrom L. // Physical Review B. 1984. Vol. 30, Is. 6. P. 3240-3249.

129. Гинье A. / Рентгенография кристаллов. Теория и практика. // М.: Наука, 1961. С. 604.

130. Band-gap tailoring of ZnO by means of heavy A1 doping / Sernelius B.E., Berggren K.-F., Jin Z.-C., Hamberg I., Granqvist C.G. // Phys. Rew. B. 1988. Vol. 37, № 17. P. 10244 - 10248.

131. Carrier concentration dependence of band gap shift in n-type ZnO:Al films / Lu J.G., Fujita S., Kawaharamura Т., Nishinaka H., Kamada Y., Ohshima Т., Ye Z.Z., Zeng Y.J.,. Zhang Y.Z, Zhu L.P., He H.P., Zhao B.H. // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 101, Iss.8. P. 083705-1 - 083705-7.

132. Fotsa-Ngaffo F., Caricato A.P., Romano F. Optical properties of IT0/Ti02 single and double layer thin films deposited by RPLAD / Applied Surface Science 2009. Vol. 255, №24. P. 9684-9687.

133. Fuchs F., Bechstedt F. / Indium-oxide polymorphs from first principles: Quasiparticle electronic states // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 77. Is. 15. P. 1551071- 155107-10.

134. Patel N.G., Lashkari B.H. Conducting transparent indium-tin oxide films by post-deposition annealing in different humidity environments // Journal of Materials Science. 1992. Vol. 27, № 11. P. 3026-3031.

135. Kostlin H., Jost R., Lems W. Optical and electrical properties of doped ln203 films // Phys.Status Solidi (a). 1975. Vol. 29, Iss.l. P. 87-93.

136. Ohhata Y., Shinoki F., Yoshida S. Optical properties of r.f. reactive sputtered tin-doped In203 films // Thin Solid Films. 1979. Vol. 59, Iss. 2. P. 255-261.

137. Haines W.G., Bube R.H. Effects of heat treatment on the optical and electrical properties of indium-tin oxide films // Journal of Applied Physics. 1978. Vol. 49, Iss. 1. P. 304-307.

138. Effect of aluminum doping on zinc oxide thin films grown by pulsed laser deposition for organic light-emitting devices / Kim H., Piqué A., Horwitz J.S., Murata H., Kafafi Z.H., Gilmore C.M., Chrisey D.B. // Thin Solid Films. 2000. Vol. 377-378. P. 798-802.

139. Preparation of crystallized zinc oxide films on amorphous glass substrates by pulsed laser deposition / Hayamizu S., Tabata H., Tanaka H., Kawai T. // Journal of Applied Physics. 1996. Vol. 80, Iss. 2. P. 787-791.

140. Гуртов В. А. Твердотельная электроника. //М.:Техносфера. 2005. С. 408.

141. Мотт Н.Ф. Переходы металл — изолятор: пер. с англ. / Под ред. С. В. Вонповского. М.: Наука. 1979. С. 344.

142. Roth А.Р., Webb J.B., Williams D.F. Band-gap narrowing in heavily defect-doped ZnO // Physical Review B. 1982. Vol. 25, Is. 12. P. 7836-7839.

143. Dielectric Anomaly and the Metal-Insulator Transition in n-Type Silicon / Castner T.G., Lee N.K., Cieloszyk G.S., Salinger G.L. // Phys. Rev. Lett. 1975. Vol.34, Iss. 26. P. 1627-1630.

144. Уханов. Ю.И. Оптические свойства полупроводников // М.: Наука. 1977.

C. 366.

145. Infrared dielectric functions and phonon modes of high-quality ZnO films / Ashkenov N., Mbenkum B.N., Bundesmann C., Riede V., Lorenz M., Spemann

D., Kaidashev E.M., Kasic A., Schubert M., Grundmann M., Wagner G., Neumann H., Darakchieva V., Arwin H., Monemar B. // Journal of Applied Physics. 2003. Vol. 93, Iss. 1. P. 126-133.

146. Coli G., Bajaj K.K. Excitonic transitions in ZnO/MgZnO quantum well heterostructures // Applied Physics Letters. 2001. Vol. 78, Iss. 19. P. 28612863.

147. Quantum efficiency increasing and lasing in the quantum wells based on ZnO / Lotin A.A., Novodvorslcy O.A., Parshina L.S., Khaydukov E.V., Zuev D.A., Khramova O.D., Panchenko V.Ya. // Proceedings of SPIE. 2011. Vol. 7994. P. 79940T-1-79940T-7.

148. Stimulated emission and time-resolved photoluminescence in rf-sputtered ZnO thin films / Ozgur U., Teke A., Liu C., Cho S.-J., Morkoc H., Everitt H.O. // Applied Physics Letters. 2004. Vol. 84, Iss. 17. P. 3223-3225/

149. High temperature excitonic stimulated emission from ZnO epitaxial layers / Bagnall D.M., Chen Y.F, Zhu Z., Yao Т., Shen M.Y., Goto T. // Applied Physics Letters. 1998. Vol. 73, Iss. 8. P 1038-1040.

150. Klingshirn C. The luminescence of ZnO under one and two-quantum excitation // Physica status solidi (b). 1975. Vol. 71, Iss. 2. P. 547-556.

151. Бланк T.B., Гольдберг Ю.А. Механизмы протекания тока в омических контактах металл-полу проводник // Физика и техника полупроводников. 2007. Т. 41, вып. 11. С.1281-1308.

152. Шарма Б.Л., Пурохит Р. К. Полупроводниковые гетеропереходы: перевод с англ. / Под ред. Ю. В. Гуляева. М.: Советское радио. 1979. С. 232.

ПРИЛОЖЕНИЕ. ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНЫ ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

Al. Fabrication of black multicrystalline silicon surface by nanosecond laser ablation / Zuev D.A., Novodvorsky O.A., Khaydukov E.V., Khramova O.D., Lotin A.A., Parshina L.S., Rocheva V.V., Panchenko V.Y., Dvorkin V.V., Poroykov A.Y., Untila G.G., Chebotareva A.B., Kost T.N., Timofeyev M.A. // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2011. Vol. 105. № 3. p. 545-550.

A2. Импульсное лазерное осаждение тонких пленок ITO и их характеристики / Зуев Д.А., Лотин А.А., Новодворский О.А., Лебедев Ф.В., Храмова О.Д., Петухов И.А., Путилин Ф.Н., Шатохин А.Н., Румянцева М.Н., Гаськов A.M. // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46, вып. 3. С. 425429.

Pulsed Laser Deposition of ITO Thin Films and Their Characteristics / Zuev D.A., Lotin A.A., Novodvorsky O.A., Lebedev F.V., Khramova O.D., Petuhov I.A., Putilin Ph.N., Shatohin A.N., Rumyanzeva M.N., Gaskov A.M. // Semiconductors. 2012. Vol. 46, №. 3. P. 410-413.

A3. Лазерное текстурирование кремния для создания солнечных элементов / Хайдуков Е.В., Храмова О.Д., Рочева В.В., Зуев Д.А., Новодворский О.А., Лотин А.А., Паршина Л.С., Поройков А.Ю., Тимофеев М.А., Унтила Г.Г. // Известия вузов. Приборостроение. 2011. № 2. С. 26-31.

А4. Two-dimensional heterostructures based on ZnO / Lotin A.A., Novodvorsky O.A., Parshina L.S., Khaydukov E.V., Zuev D.A., Khramova O.D., Panchenko V.Y. // Applied Physics B: Lasers and Optics. 2011. Vol. 105. № 3. P. 565-572.

A5. Тройные сплавы CdyZn^yO и MgxZni_xO - материалы для оптоэлектроники / Лотин А.А., Новодворский О.А., Панченко В.Я., Паршина Л.С., Хайдуков Е.В., Зуев Д.А., Рочева В.В., Храмова О.Д., Щербачев К.Д. // Физика Твердого Тела. 2011. Т. 53, вып. 3. С. 438-442.

Ternary alloys CdyZni_yO and MgxZni„xO as materials for optoelectronics / Lotin A.A., Novodvorsky O.A., Panchenco V.Ya., Parshina L.S., Khaydukov E.V., Zuev D.A., Rocheva V.V., Khramova O.D., Shcherbachev K.D. // Phys. Sol. State. 2011. Vol. 53, Is. 3. P. 467-471. A6. Электролюминесценция полупроводниковых гетероструктур на основе оксида цинка / Новодворский О.А., Лотин А.А., Панченко В .Я., Паршина Л.С., Хайдуков Е.В., Зуев Д.А., Храмова О.Д. // Квантовая Электроника. 2011. Т. 41, вып. 1. С. 4-7.

Electroluminescence of ZnO-based semiconductor heterostructures / Novodvorsky O.A., Lotin A.A., Panchenko V.Ya., Parshina L.S., Khaydukov E.V., Zuev D.A., Khramova O.D. // Quantum electron. 2011.Vol. 41, Is. 1. P. 47.

A7. Управление энергетическим спектром ионов в модифицированном методе импульсного лазерного напыления на пересекающихся факелах / Хайдуков Е.В., Новодворский О.А., Рочева В.В., Лотин А.А., Зуев Д.А., Храмова О.Д. // Письма в Журнал Технической Физики. 2011. Т. 37, вып. 2. С. 39-45.

А8. Modified crossed-beam PLD method for the ions energy spectrum control / Khaydukov E.V., Novodvorsky O.A., Rocheva V.V., Zuev D.A., Lotin A.A., Khramova O.D., Panchenko V.Ya. // Laser Physics. 2011. Vol. 21, Is. 3. P. 649-623.

Статьи и материалы конференций:

А9. Нано- и микроструктурирование поверхности кристаллического кремния под действием наносекундных импульсов второй гармоники Nd:YAG лазера / Хайдуков Е.В., Зуев Д.А., Рочева В.В., Храмова О.Д., Новодворский О.А., Поройков А.Ю., Панченко В.Я. // Труды 2-й Всероссийской научной школы для молодежи "Концентрированные

потоки энергии в индустрии наносистем, материалов и живых систем". М.'.МИЭМ, 2009. С. 323-325.

А10. Модификация поверхности кристаллического кремния под действием наносекундных импульсов второй гармоники Nd:YAG лазера / Зуев Д.А., Рочева В.В., Хайдуков Е.В., Храмова О.Д., Новодворский O.A., Поройков А.Ю., Дворкин В.В., Панченко В.Я. // Труды X межвузовской научной школы молодых специалистов "Концентрированные потоки энергии в космической технике, электронике, экологии и медицине". М.:МГУ, 2009. С.83-86.

All. Формирование нано- и микроструктур на поверхности кристаллического кремния наносекундными импульсами второй гармоники Nd:YAG лазера / Зуев Д.А., Хайдуков Е.В., Рочева В.В., Храмова О.Д., Новодворский O.A. // Материалы 2-й международной конференции/молодежной школы-семинара "Современные

нанотехнологии и нанофотоника для науки и производства". Владимир: Владимирский государственный университет, 2009. С.249-251.

Al2. Laser Textured Black Multicrystalline Silicon Solar LGCells / Poroykov A., Untila G., Kost Т., Chebotareva A., Timofeyev M., Zaks M., Sitnikov A., Solodukha O., Novodvorsky O., Khaydukov E., Zuev D. // in: Proceedings of 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Valencia, Spain, 2010. P. 2584-2587.

A13. Лазерное текстурирование мультикристаллического кремния для создания солнечных элементов / Рочева В.В., Хайдуков Е.В., Новодворский O.A., Унтила Г.Г., Поройков А.Ю., Зуев Д.А., Паршина Л.С., Лотин A.A., Храмова О.Д., Тимофеев М.А. // Сборник трудов XIII Школы молодых ученых «Актуальные проблемы физики» и IV Всероссийской Школы-семинара «Инновационные аспекты фундаментальных исследований»". ФИАН, 2010. С. 192-194.

Al 4. Лазерное структурирование поверхности мультикристаллического кремния для солнечных элементов / Зуев Д.А., Хайдуков Е.В., Рочева

В.В., Паршина J1.C., Новодворским О.А., Храмова О.Д., Панченко В.Я., Унтила Г.Г., Поройков А.Ю., Дворкин В.В.. // Материалы Шестнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых. Информ. Бюл.: в 1 т. Екатеринбург, Волгоград: Изд-во АСФ России, 2010. Т.1. С. 101-102.

А15. Laser-induced silicon surface structuring for solar cell application / Khaydukov E.V., Khramova O.D., Zuev D.A., Novodvorsky O.A., Lotin A.A., Rocheva V.V., Parshina L.S., Poroykov A.Yu., Timofeev M.A., Untila G.G., Panchenko V.Ya. // Abstracts of the International Conference "Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies" (FLAMN-10). St. Petersburg-Pushkin, 2010. P. 89.

A16. Quantum efficiency increasing and lasing in the quantum wells based on ZnO / Lotin A.A., Novodvorsky O.A., Parshina L.S., Khaydukov E.V., Zuev D.A., Khramova O.D., Panchenko V.Ya. //Proceedings of SPIE. 2011. Vol. 7994. P. 79940T-1-79940T-7.

A17. Formation of low-reflection multicrystalline silicon surface by laser-induced structuring for application silicon solar cells / Zuev D.A., Novodvorsky O.A., Khaydukov E.V., Khramova O.D., Lotin A.A., Parshina L.S., Rocheva V.V., Panchenko V.Ya., Poroykov A.Yu., Untila G.G., Chebotareva A.B., Kost T.N., Timofeev M.A. // Proceedings of SPIE. 2011. Vol. 7994. P. 79940V-1-79940V-7.

A18. PLD of ITO thin films and their characteristics / Zuev D.A., Lotin A.A., Novodvorsky O.A., Khramova O.D., Parshina L.S., Putilin Ph.N., Petukhov I.A., Shatokhin A.N., Gaskov A.M. // Proceedings of the 19th International Conference on Advanced Laser Technologies. Golden Sands Resort, Bulgaria, 2012. P 154.

A19. Зуев Д.А. Импульсное лазерное осаждение тонких пленок ITO и их характеристики // Сб. материалов VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-

химия и технология неорганических материалов". М: ИМЕТ РАН, 2011. С. 583-684.

А20. Пат. 110497 Российская Федерация, МПК51 G 01 R 19/08, С 23 С 14/46. Устройство для регистрации и исследования времяпролетных и пространственных характеристик лазерного эрозионного факела / Лотин A.A., Новодворский O.A., Зуев Д.А., Паршина Л.С.; заявитель и патентообладатель Учреждение Рос. акад. наук Ин-т проблем лазерных и информационных технологий. № 2011115452/28; заявл. 19.04.2011; опубл. 20.11.2011,Бюл. №32.