Пленки Mg2Si, выращенные на Si(111) методом сверхбыстрой реактивной эпитаксии: структура, электрофизические свойства, контактные явления, фотоотклик тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Чернев Игорь Михайлович

• Чернев Игорь Михайлович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Чернев Игорь Михайлович

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Современные фотоактивные полупроводниковые материалы

1.2 Потенциал силицидов как фоточувствительных материалов

1.3 Потенциал силицидов как термоэлектрических материалов

1.4 Потенциал силицидов в роли электрических контактов

1.5 Выводы

Глава 2. Аппаратура, методы исследования и проведения эксперимента

2.1 Введение

2.2 Методы исследования

2.2.1 Атомно-силовая микроскопия

2.2.2 Оптическая спектроскопия

2.2.3 Инфракрасная Фурье-спектроскопия

2.2.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния света

2.2.5 Рентгеновский структурный анализ

2.2.6 Сканирующая электронная микроскопия

2.2.7 Просвечивающая микроскопия высокого разрешения

2.2.8 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.2.9 Измерение и расчёт электрофизических параметров

2.2.10 Измерение фотоотоклика, вольтамперных и вольтфарадных характеристик

2.3 Экспериментальные условия и методики подготовки образцов

2.3.1 Сверхвысоковакуумная камера Varían

2.3.2 Импульсный источник для сверхбыстрого осаждения Mg

2.3.3 Подготовка СВВ камеры и источников Mg к ростовым процедурам

2.3.4 Методика подготовки кремниевых подложек

2.3.5 Калибровка импульсного источника Mg

2.4 Выводы

Глава 3. Формирование и свойства плёнок Mg2Si на кремниевых подложках, выращенных методом сверхбыстрого реактивного осаждения магния

3.1 Введение

3.2 Синтез тонких пленок Mg2Si на Si(111) методом сверхбыстрого реактивного осаждения магния

3.3 Синтез и кристаллическая структура плёнок Mg2Si толщиной ~0.8 мкм выращенных методом сверхбыстрого реактивного осаждения Mg на Si( 111)

3.4 Анализ химического состава

3.5 Транспортные свойства

3.6 Выводы

Глава 4. Формирование структура и свойства систем FeSi/Mg2Si/Si, CrSÍ2/ Mg2Si/Si и Au/Mg2Si/Si

4.1 Введение

4.2 Тонкие пленки систем Fe-Si и Cr-Si на Si(111) и на Mg2Si/Si(111). Синтез, структура и оптические свойства

4.3 Вольтамперные характеристики систем FeSi/Mg2Si/Si(111), CrSi2/Mg2Si/Si(111) и Me/Mg2Si/Si(111)

4.4 Фотодетектирующие свойства систем Me/Mg2Si/Si(111), FeSi/Mg2Si/Si(111) и CrSi2/Mg2Si/Si(111)

4.5 Выводы

Общие выводы

Список сокращений

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пленки Mg2Si, выращенные на Si(111) методом сверхбыстрой реактивной эпитаксии: структура, электрофизические свойства, контактные явления, фотоотклик»

Актуальность работы

В настоящее время продолжается активный поиск и исследование фотоактивных материалов, находящих применение в таких ключевых сферах, как создание фотодетекторов (ФД), работающих в различных оптических диапазонах, а также кремниевых солнечных элементов (СЭ) с повышенной эффективностью фотоэлектрического преобразования за счет увеличения чувствительности в видимой и инфракрасной (ИК) областях спектра. Кроме того, отдельный интерес представляет изучение новых контактных материалов, как прозрачных, так и непрозрачных, которые позволяют добиться более эффективной экстракции фотосгенерированных носителей из фоточувствительного материала во внешнюю цепь.

Силицид магния Mg2Si обладает узкой шириной запрещенной зоны ~0.7 эВ, поглощением в ближней ИК области на уровне 104-103 см-1, что позволяет рассматривать данное соединение как перспективное для создания на его основе ИК ФД с чувствительностью в широком диапазоне от 400-500 нм до 2 ^м. Также отдельный интерес представляют узкополосные детекторы ИК диапазона для задач 3D-сканирования, распознавания лиц, сенсоров глубины, систем мониторинга здоровья и машинного зрения, оптической связи и спектроскопии.

Синтез пленок Mg2Si на кремниевой подложке представляет интерес в контексте перехода к пленочным ФД и СЭ, что позволяет добиться расширения спектральной чувствительности в ИК диапазоне вплоть до 1350-1400 нм. Однако, пленки Mg2Si представленные на сегодняшний день в литературе обладают структурой близкой к поликристаллической и состоят из разориентированных зерен Mg2Si. Множественные границы раздела приводят к ухудшению транспортных свойств, что негативно отражается на эффективности фотоэлектрического преобразования. Повысить кристаллическое качество можно путем повышения температуры роста пленок Mg2Si на Si, однако Mg легко

испаряется с нагретого кремния, что, в свою очередь требует значительного увеличения скоростей осаждения потока атомов магния. Помимо повышения структурного качества, важно получить достаточную для эффективного детектирования толщину пленки, которая определяется коэффициентом поглощения, который у Mg2Si составляет 104-103 см-1 в ближнем ИК диапазоне. Таким образом, синтез пленок Mg2Si толщиной порядка 1 ^м с высоким кристаллическим качеством является нетривиальной задачей и в литературе не представлен.

Помимо повышения кристаллического качества фотоактивного материала, для оптимизации эффективности фотоэлектрического преобразования важен выбор контактных материалов. В этом отношении интересны как непрозрачные, так и прозрачные материалы, к числу которых относятся тонкие слои полуметаллического силицида FeSi и полупроводникового силицида С^2. Тонкие покрытия силицидов могут в перспективе составить конкуренцию технологиям синтеза 1ТО, поскольку силицидные слои могут создаваться в едином технологическом процессе. Силициды металлов в целом являются интересными кандидатами при реализации подхода, исключающего дополнительное легирование подконтактной области, что позволяет снизить рекомбинационные потери и упростить технологию производства фоточувствительных приборов. Mg2Si также имеет перспективы использования в роли контактного материала при создании фоточувствительных приборов на основе Si, т.к. обладает работой выхода ~4 эВ, что меньше чем ~4.5 эВ для Si. Это позволяет рассматривать пленки Mg2Si на Si, как контактные слои, селективно пропускающие во внешнюю цепь электроны фотосгенерированные в кремнии.

Таким образом, силициды FeSi, и Mg2Si интересны и как фотоактивные материалы и как электрические контакты.

Обоснование выбора материалов

Широкая распространённость элементов Si, Mg, Сг, Fe в современной микроэлектронике, простота создания, экологичность и высокий коэффициент

поглощения в ИК области спектра, открывают перспективы для создания Mg2Si пленочных фотодетекторов и солнечных тандемов на базе кремния. Силициды магния, хрома и железа также могут быть использованы как электрические контакты, повышающие эффективность фотоэлектрического преобразования как чисто кремниевых фотоэлектрических устройств, так и силицидных тандемов созданных на основе кремниевых.

Цель диссертационной работы - получение фундаментальных знаний о кристаллической структуре, оптических и электрофизических свойствах пленок Mg2Si, выращенных методом сверхбыстрой реактивной эпитаксии, и о фотоэлектрической чувствительности гетероструктур Mg2Si/Si при контакте с различными проводящими материалами (Аи, А1, FeSi, СгёЬ).

Основные задачи диссертационной работы:

1. Методом сверхбыстрого осаждения магния сформировать на кремнии пленки Mg2Si толщиной порядка 1 мкм и исследовать кристаллическую структуру.

2. Исследовать химический состав и транспортные свойства выращенных пленок Mg2Si. Определить тип проводимости, концентрацию, подвижность и механизмы рассеяния носителей в пленках Mg2Si.

3. Создать и протестировать контактные материалы (Аи, А1, FeSi, Сгё^) к структурам Mg2Si/Si и исследовать электрические и фотодетектирующие свойства таких систем. Для прозрачных 10-15нм слоев FeSi и СгёЬ исследовать оптическое пропускание в диапазоне 0.1 - 1.1эВ и удельное сопротивление.

Научная новизна работы

1. Показана возможность применения метода сверхбыстрого осаждения для синтеза пленок Mg2Si с толщинами до 0.8 ^м.

2. Выращенные пленки М£2Б1 состоят из столбов-колонн, обладают высоким кристаллическим качеством, и ярко выраженным направлением роста

Mg2Si[111] || Si[ 111]. На пленке присутствует аморфный слой толщиной ~25 нм, состоящий из смеси оксидов кремния и магния.

3. Методом холловских измерений установлено, что пленки Mg2Si проявляют, дырочный тип проводимости в исследованном диапазоне температур 75-300К.

4. Показано, что высокое кристаллическое качество привело к повышению подвижности носителей в пленке Mg2Si, которая составила 134 см2/В*с при эффективной концентрации носителей заряда 6*1018 см3 при комнатной температуре. Установлены механизмы рассеяния носителей: рассеяние на акустических фононах в диапазоне температур 75-120К, и рассеяние на оптических фононах в диапазоне 150-220К.

5. Показано наличие кислорода в объеме полученной пленки Mg2Si, что может быть причиной высокой концентрации акцепторов.

6. Показано, что ряд металлов (Аи, SbAu, А1) и слои прозрачных проводящих силицидов (FeSi и С^2) толщиной ~10-15 нм, не создают выпрямляющих переходов к пленке Mg2Si, и могут быть использованы в качестве омических контактов.

7. Показано, что пленка FeSi толщиной ~10 нм ведет себя как нейтральный светофильтр ослабляя проходящее излучение до 25% в диапазоне прозрачности кремниевой подложки 0.1-1.1 эВ. Пленка Сгё^ такой же толщины, более прозрачна в дальнем ИК диапазоне, но имеет более сильное поглощение в диапазоне 0.8-1.1 эВ, ослабляя излучение на 10-35%.

8. Определено удельное сопротивление слоев FeSi и СгёЬ с толщинами ~10-15 нм, которое составило 0.24 мО*см и 1.7 мО*см, соответственно.

9. Структуры «контакт / пленка Mg2Si ^ подложка / ЗЬАи» при прикладывании внешнего смещения более 0.1 В с положительным полюсом со стороны пленки Mg2Si, демонстрируют спектральный фотоотклик с пиком сигнала при 1040 нм. Такое новое поведение фотоотклика вероятнее всего связано как с процессами фотогенерации в пленке Mg2Si, так и с улучшенной экстракцией фотосгенерированных в кремнии носителей заряда через гетеропереход Mg2Si/Si.

10. Смена полярности прикладываемого напряжения приводит к исчезновению пика при 1040 нм и изменению характера спектра фотооклика с пиком интенсивности при ~900 нм. Тем не менее рост фотоотклика в ИК области 950-1200 нм сохраняется, в сравнении со спектральной зависимостью фотоотклика для Si р-п. Такое поведение, по-видимому, связано с экстракцией фотосгенерированных в структуре М£281/81 носителей через контакт SbAu расположенный на обратной стороне Si подложки.

11. Использование прозрачных проводящих контактов FeSi и С^2 позволило повысить сигнал фотоотклика по сравнению с металлическими контактами. Это связано с процессами фотогенерации непосредственно в подконтактной области ввиду прозрачности материала контакта. Так при внешнем смещении 5 В с положительным полюсом со стороны пленки Mg2Si, интенсивность фотоотклика в пике 1040 нм составила 0.7 мА/Вт, 1.2 мА/Вт и 3.3 мА/Вт при использовании металлического контакта SbAu и прозрачных слоев FeSi и сгб12, соответственно.

12. Уменьшение толщины пленки Mg2Si в два раза с 600 до 350 нм, привело к трехкратному росту интенсивности фотоотклика при внешнем смещении 5 В с положительным полюсом со стороны пленки Mg2Si, 0.7 мА/Вт и 2.2 мА/Вт, соответственно.

Практическая ценность работы

1. Методом сверхбыстрого осаждения магния на кремниевую подложку Si(111) были получены пленки Mg2Si толщиной 350 - 800 нм, демонстрирующие высокую подвижность носителей заряда порядка 134 см2/В*с при комнатной температуре, что перспективно при создании фоточувствительных устройств.

2. Показано, что ряд металлов (Аи, SbAu, А1) и слои прозрачных проводящих силицидов (FeSi и Сгё^) толщиной ~10-15 нм, не создают выпрямляющих переходов к пленке Mg2Si, и могут быть использованы в качестве омических контактов.

3. Структуры «контакт / пленка Mg2Si /Si подложка / SbAu» демонстрируют спектральный фотоотклик с пиком сигнала при 1040 нм, что перспективно для создания фотодетекторов ИК-диапазона с узким спектральным фотооткликом.

Защищаемые положения

1) С помощью метода сверхбыстрой реактивной эпитаксии сформированы толстые пленки Mg2Si толщиной от 350 до 800 нм. Пленки состоят из столбов-колонн, обладают высоким кристаллическим качеством, и ярко выраженным направлением роста Mg2Si [111] || Si[111].

2) Продемонстрировано, что выращенные пленки Mg2Si являются полупроводником p-типа проводимости с эффективной концентрацией 6*1018 см-3 и высокой подвижностью 134 см2/В*с.

3) Пленки FeSi и CrSi2 с толщинами ~10-15 нм могут быть использованы в качестве прозрачных проводящих контактов к диодным структурам Mg2Si/Si.

4) Использование пленок Mg2Si p-типа проводимости, выращенных на Si подложке n-типа проводимости, приводит к росту фотоотклика в ближней ИК области 1000-1200 нм.

Обоснованность и достоверность полученных результатов гарантируется корректным проведением экспериментов на современном высокотехнологичном оборудовании с комплексным применением взаимодополняющих методов элементного и структурного анализов, оценки транспортных свойств. Представленные результаты согласуются с имеющимися в литературе данными экспериментов других исследовательских групп.

Апробация результатов работы

Результаты диссертационной работы были представлены в качестве устных и стендовых докладов на 7 международных конференциях, проводимых в период 2022-2023 год:

1. «APAC-Silicide 2022 Conference», Япония, Токио, 30.07 - 1.08.2022.

2. «3rd Edition of International Conference on Materials Science and Engineering (MAT 2022)», Франция, Париж, 22-23.09.2022.

3. « Scholars Frontiers in Nanoscience and Nanotechnology Congress NANOTEK 2023», Великобритания, Лондон, 27-28.03.2023.

4. «Saint-Petersburg OPEN 2023», Санкт-Петербург, Россия, 23-26.05.2023, (2 доклада)

5. Третья Международная Конференция "Физика конденсированных состояний", Черноголовка, Россия, 29.05-03.06.2023, (2 доклада).

6. 21th Asia-Pacific Conference on Fundamental Problems of Opto- and Microelectronics (APC0M-2023), Россия, Владивосток, 22-25.12.2023.

7. 8th Int'l Conference on Surface and Interface of Materials (SIM 2023), Китай, Гуйлинь, 15-17.12.2023.

Работа поддержана грантом Российского научного фонда № 22-12-00036, https://rscf.ru/project/22-12-00036.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 9 работ в изданиях, входящих в список ВАК и международную базу Scopus, в том числе 6 работ в изданиях, входящих в международную базу Web of Science:

[1] Gouralnik A.S., Maslov A.M., Ustinov A.Yu., Dotsenko S.A., Shevlyagin A.V., Chernev I.M., Il'yashenko V.M., Kitan S.A., Koblova E.A., Galkin K.N., Galkin N.G., Gerasimenko A.V. Formation of Mg2Si at high temperatures by fast deposition of Mg on Si (111) with wedge-shaped temperature distribution //Applied Surface Science. 2018. Vol. 439. P. 282-284.

[2] Gouralnik A.S., Shevlyagin A.V., Chernev I.M., Ustinov A.Yu., Gerasimenko A.V., Gutakovskii A.K. Synthesis of crystalline Mg2Si films by ultrafast deposition of Mg on Si (111) and Si (001) at high temperatures. Mg/Si intermixing and reaction mechanisms // Materials Chemistry and Physics. 2021. Vol. 258. P. 123903.

[3] Gouralnik A. S., Chernev I. M., Maslov A. M., Dotsenko S. A. A promising experimental paradigm and mechanism of Mg2Si UHV growth on a non-uniformly heated Si (111) sample // Vacuum. 2022. Vol. 202. P. 111193.

[4] Chernev I. M., Subbotin E. Yu., Kozlov A. G., Gerasimenko A. V., Ustinov A. Yu., Galkin N. G., Poliakov M. V., Volkova L. S., Dudin A. A., Gouralnik A. S. Thick p-type Mg2Si film on Si: Growth, structure and transport properties // J. Alloys and Compounds. 2023. Vol. 964. P. 171301.

[5] Chernev I. M., Subbotin E. Y., Argunov E. V., Kozlov A. G., Gerasimenko A. V., Galkin N. G., Poliakov M. V., Volkova L. S., Dudin A. A., Gouralnik A. S. Mg2Si film on Si(111) prepared by Ultra-Fast Mg reactive deposition: crystal structure and thermoelectric properties // St. Petersburg Polytechnic University Journal. Physics and Mathematics. 2023. Vol. 16. No. 3.1. P. 106.

[6] Galkin K. N., Chernev I. M., Subbotin E. Yu., Maslov A. M., Kropachev O. V., Goroshko D. L., Balagan S.A., Argunov E. V., Gutakovsky A. K., Galkin N. G. Ultrathin Cr and Fe monosilicides on Si(111) substrate: formation, optical and thermoelectrical properties // St. Petersburg Polytechnic University Journal. Physics and Mathematics. 2023. Vol. 16. No. 3.1. P. 84.

[7] Chernev I.M., Gouralnik A. S., Subbotin E. Yu., Galkin K. N., Kropachev O. V., Goroshko D. L., Goroshko O. A., Gerasimenko A. V., Lisenkov O. E., Galkin N. G. FeSi and CrSi2 thin films as transparent conductive layers for VIS/SWIR sensitive Mg2Si films grown on Si // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2023.V. 87. suppl. issue.3. P. S370-S374.

[8] Галкин Н. Г., Чернев И. М., Субботин Е. Ю., Горошко О. А., Доценко С. А., Маслов А. М., Галкин К. Н., Кропачев О. В., Горошко Д. Л., Самардак А. Ю., Герасименко А. В., Аргунов Е.В. Структура, транспортные и магнитные свойства ультратонких и тонких пленок FeSi на Si(111) // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2024. Т. 12. No. 4. С. 54.

[9] Галкин Н.Г., Галкин К.Н., Кропачев О.В., Маслов А.М., Чернев И.М., Субботин Е.Ю., Горошко Д.Л. Комбинационное рассеяние света в тонких пленках

силицидов Fe, Cr и Ca на кремнии и сапфире // Автометрия. 2023. Т. 59. No. 6. С. 12-22.

Личный вклад автора состоит в проведении экспериментов по росту образцов в СВВ камере и их ex situ анализа. Автор принимал участие в подготовке образцов и проведении транспортных, оптических, электрических и фотоэлектрических измерений, анализе полученных результатов, планировании экспериментов и написании статей и тезисов конференций, а также представлял результаты в устных докладах на международных и всероссийских конференциях.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объём диссертации составляет 165 страницы, включая 62 рисунка, 1 таблицу и 202 наименований цитируемой литературы.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Современные фотоактивные полупроводниковые материалы

Поиск материалов способных превращать энергию света или тепла в электрическую является предметом неугасающего интереса многих исследователей. Области применения подобных материалов включают как научные, так и бытовые аспекты. Как правило, первое что упоминают, когда заходит речь о фотоактивных материалах - их потенциал для создания высокоэффективных солнечных элементов. В данной области достигнуты значительные успехи для тандемных ячеек на основе материалов AIIIBV для которых величина эффективности достигает 47-48% [1, 2]. Высокие показатели 20-24% демонстрируют также солнечные ячейки на основе CdTe [3-5], и CIGS -Cu(In,Ga)Se2 [4, 6]. Для СЭ на основе органических соединений на сегодняшний составляет порядка 15-19% [7, 8], до 26% для перовскитов[9, 10] и порядка 1012% для аморфного или микрокристаллического Si[11, 12]. Однако, все указанные системы материалов либо требуют дорогостоящих технологических подходов (тандемы на основе AIIIBV), либо токсичны (CdTe, CIGS), либо, как ячейки на основе a-Si, перовскитов или органики, подвержены неконтролируемой деградации свойств при эксплуатации. Поэтому массовое производство остановилось на мультикристаллических кремниевых солнечных панелях, которые, несмотря на более скромные величины эффективности фотоэлектрического преобразования 18-20%, не имеют конкурентов по совокупности факторов, среди которых наиболее важными являются наилучшая стабильность свойств с течением времени и рентабельность технологии производства. Рекордные на сегодняшний день значения эффективности для лабораторного прототипа СЭ на основе кристаллического кремния составляют порядка 26.8% [4, 13], что постепенно приближается к пределу Шокли-Квайсера, который устанавливает потолок эффективности для Si ячейки с одним разделяющим p-n переходом в 30-32% [14, 15]. В контексте кремниевой технологии, постоянно ведется поиск новых подходов позволяющих сохранять баланс между рентабельностью новых технологических этапов при создании

ячейки с одной стороны и её эффективностью с другой. Так, например, уменьшение толщины фотоактивного слоя кремния до ~3 мкм привело к снижению эффективности до 10-12% [4, 16], что делает такую технологию неконкурентоспособной для массового рынка солнечной фотовольтаики.

Повышения эффективности фотоэлектрического преобразования существующих кремниевых солнечных ячеек можно добиться также за счет увеличения поглощения и/или расширения спектрального диапазона чувствительности, либо за счет более эффективной экстракции во внешнюю цепь фотосгенерированных в кремнии носителей. Первый подход реализуется при использовании дополнительных слоёв, усиливающих поглощение при работе в комбинации с кремнием, так называемые «тандемы» сформированные на основе Si ячеек [17-21]. Другой подход заключается в подборе материала электрического контакта таким образом, чтобы избежать необходимости формирования перелегированной подконтактной области. В результате формируется электрический контакт, селективно пропускающий электронную либо дырочную составляющую фотосгенерированных носителей [22-24].

1.2 Потенциал силицидов как фоточувствительных материалов

Полупроводниковые силициды, такие как P-FeSi2, BaSi2 и Mg2Si привлекли внимание в качестве фотоактивных материалов благодаря высокому коэффициенту поглощения в видимой и ближней ИК областях спектра порядка 105-103 см-1 [25-27] и подходящие ширины запрещенных зон для формирования солнечных тандемов с кремнием 0.87 эВ, 1.3 эВ и 0.77эВ соответственно [25-28]. Теоретическое моделирование показало, что потенциально можно создать СЭ с эффективностью до 25% для системы p-Si/i-P-FeSi2/n-Si и до 30% для n-Si/BaSi2/p-Si [29, 30]. На практике результаты казались скромнее, до 4% при использовании P-FeSi2 [31, 32] и до 10% в случае гетеропереходов BaSi2/Si[33, 34].

Помимо вышеупомянутых свойств, силицид магния Mg2Si привлек интерес исследователей благодаря возможности синтеза при относительно низких температурах порядка 200-250°С. Кроме того, Mg2Si является единственной

стабильной фазой в системе Mg-Si что позволяет без особых сложностей получать его самыми разными способами, включая синтез монокристаллов по методу Бриджмена[35-37], а также вакуумный рост пленок Mg2Si на различных подложках методами твердофазной (ТФЭ), молекулярно-лучевой (МЛЭ) или реактивной эпитаксий (РЭ), магнетронного осаждения, ионной имплантации, спекания порошков[27, 38-46].

Основная сложность при работе с Mg состоит в том, что у него низкий коэффициент прилипания к кремнию, который сильно падает с ростом температуры, поэтому для получения силицидной пленки необходимо многократно увеличивать поток атомов Mg, для компенсации процессов реиспарения. При синтезе пленки Mg2Si методом соосаждения магния и кремния, при температуре Si подложки порядка 200°С, необходимо, чтобы поток атомов Mg превышал поток Si в 4-10 раз [39, 47]. Однако, основной проблемой является даже не это, а тот факт, что получающиеся пленки Mg2Si, согласно данным рентгеноструктурного анализа, имеют поликристаллическую структуру [39, 47] что выражается в пиках дифракции соответствующих разным семействам межплоскостных расстояний, и говорит об отсутствии выраженного направления роста. Применение таких методов роста пленок Mg2Si, как ТФЭ или магнетронное распыление приводит к еще большему ухудшению кристаллического качества [38, 40, 44, 48]. Только когда был произведен длительный отжиг пленки магния, осажденной на кремний, и покрытой двумя защитными слоями MgO и 7п0, удалось получить очень тонкую, около 5 нм, эпитаксиальную, кристаллически совершенную пленку Mg2Si [49]. Однако данная технология едва-ли может быть адаптирована для роста пленок с целью их дальнейшего прикладного применения. Вопрос повышения кристаллического качества является критически важным при разработке высокоэффективных фотодетектирующих приборов, поскольку множественные границы раздела приводят к рассеянию носителей заряда, и существенно снижают длину свободного пробега фотосгенерированных носителей. Кроме того, границы раздела приводят к формированию уровней-ловушек в запрещенной зоне, что в свою очередь приводит росту

рекомбинационных потерь. В связи с тем, что классические вакуумные технологии роста не позволяют получить пленки Mg2Si на кремнии, кристаллическое качество которых удовлетворяло бы прикладным запросам, ведется поиск новых методов получения данного силицида. Одним из подходов является повышение температуры подложки во время роста, однако, при этом необходимо значительно увеличивать поток магния, чтобы скомпенсировать многократно возрастающую скорость реиспарения. Требуемые потоки магния может дать лазерная абляция, которая обеспечивает сверхвысокие скорости осаждения. Однако применение лазерной абляции требует особых мер предосторожности, а необходимые приборы и оборудование сложны и стоят дорого. Кроме того, количество вещества, осаждённого при импульсе лазерной абляции обычно меньше монослоя, что сближает этот метод скорее с методом реактивного осаждения. Так, в работе[50] методом лазерной абляции, за 5 часов удалось вырастить поликристаллическую плёнку Mg2Si толщиной 800 нм. В наших недавних работах был апробирован метод роста полупроводниковых пленок Mg2Si на кремнии - сверхбыстрая реактивная эпитаксия [51-55] с использованием импульсного источника (Патент РФ №116859 (2012г.), автор -А.С. Гуральник - сотрудник лаборатории, где была проведена работа над Диссертацией). В данном методе обеспечивается скорость осаждения порядка ~102 - 104 нм/с, а время роста составляет порядка 200 мс. Многие описанные ранее в литературе эксперименты по росту Mg2Si при высокой температуре были неудачны из-за реиспарения атомов магния с поверхности [47], а при низкой температуре магний не перемешивался с кремнием [56]. Сверхвысокая скорость магния при осаждении на кремниевую подложку при температурах порядка 380 -480°С позволяет формировать эпитаксиальные пленки Mg2Si с толщинами 10100 нм и ярко выраженным направлением роста Mg2Si[111] || Si [111] [52, 55]. Исходя из структурных исследований был сделан вывод о перспективности данного метода синтеза пленок Mg2Si толщиной порядка 100 нм. Следующим шагом была проверка возможностей метода для роста более толстых пленок толщиной ~1 ^м.

Детектирующие и электрофизические свойства объёмного Mg2Si были детально исследованы в работах [36, 37, 57-61] коллективами под руководством профессоров H. Udono и A. A.M. El-Amir. В этих работах Mg2Si был получен вертикальным методом Бриджмена, затем выращенные монокристаллы нарезались на пластины и использовались для формирования p-n переходов. Было продемонстрировано, что фотодиоды на основе монокристалла силицида магния детектируют вплоть до длин волн порядка 1.8-2.1 мкм при этом фоточувствительность достигает 40 mA/Вт, однако, в этих работах рассматриваются p-n гомопереходы, созданные при помощи термодиффузии легирующей примеси, в данном случае серебра. Данный метод не позволяет получить резкий p-n переход, что приводит к ухудшению диодных характеристик. Тем не менее, именно эти работы являются наиболее яркой демонстрацией потенциала Mg2Si для создания детекторов в ближнем ИК диапазоне. Если говорить о транспортных свойствах, то объемный собственный Mg2Si в данных работах демонстрировал электронный тип проводимости при концентрации носителей заряда порядка 1015 - 1016 см-3 и подвижности 450-485 см2/В*с при комнатной температуре, а после термодиффузии серебра удалось добиться перекомпенсации до дырочного типа проводимости с концентрацией порядка 1017 - 1018 см-3 и подвижности около 40-70 см2/В*с [36]. Если сравнить транспортные параметры монокристаллического и поликристаллического Mg2Si, то можно увидеть резкое снижение подвижности носителей, что в конечном итоге негативно отражается на эффективности работы фотодетектирующего устройства. Так, поликристалл Mg2Si при комнатной температуре продемонстрировал подвижность порядка 5 - 6 см2/В*с при уровне перелегирования до 1019 см-3.

Впервые исследования диодных свойств гетероперехода Mg2Si/Si были предприняты группой профессора M. Baleva [62]. Пленка Mg2Si была получена методом имплантации большой дозы ионов Mg в подложку кремния, гетерограница и сама пленка при этом получились довольно плохого качества. Тем не менее были продемонстрированы выраженные диодные свойства. Первые исследования фотодетектирующих свойств структуры Mg2Si/Si были исследованы

позднее в работе [38], где показали возможность формирования n-Mg2Si/p-Si пленочного фотодиода, спектральный фотоотклик которого доходит до 1.35 мкм, по сравнению с 1.2 мкм для кремния. Пленки Mg2Si в данной работе были получены методом магнетронного осаждения Mg и Si с последующими термическими отжигами и демонстрируют низкие показатели подвижности носителей зарядов на уровне 20-30 см2/В*с, что, вероятнее всего, вызвано рассеянием носителей на дефектах, поскольку кристаллическое качество материала было достаточно низким. В нашей недавней работе был исследован гетеропереход n-Mg2Si/p-Si, где пленка силицида толщиной порядка 1 мкм была получена методом МЛЭ [41]. Данный гетеропереход показывал сходную с работой [38] спектральную чувствительность, был протестирован также в режиме СЭ, однако, показал низкие значения эффективности фотоэлектрического преобразования 0.24%, что вызвано кристаллическим несовершенством пленки Mg2Si. Теоретическое моделирование в свою очередь показало, что потенциально достижимые величины эффективности фотоэлектрического преобразования СЭ на основе системы Mg2Si/Si составляют порядка 10-12% и до 22% в случае р^/ь Mg2Si/n-Si структуры [63].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чернев Игорь Михайлович, 2024 год

Список литературы

1. Dimroth F., Tibbits T.N.D., Niemeyer M., Predan F., Beutel P., Karcher C., Oliva E., Siefer G., Lackner D., Fus-Kailuweit P., Bett A.W., Krause R., Drazek C., Guiot E., Wasselin J., Tauzin A. Signamarcheix T. Four-junction wafer-bonded concentrator solar cells // IEEE J Photovolt. 2016. Vol. 6. № 1. P. 1-7.

2. Geisz J.F., Steiner M.A., Jain N., Schulte K.L., France R.M., McMahon W.E., Perl E.E., Friedman D.J. Building a Six-Junction Inverted Metamorphic Concentrator Solar Cell // IEEE J Photovolt. 2018. Vol. 8. № 2. P. 99.

3. Gloeckler M., Sankin I., Zhao Z. CdTe solar cells at the threshold to 20% efficiency // IEEE J Photovolt. 2013. Vol. 3. № 4. P. 1389-1393.

4. Green M.A., Dunlop E.D., Yoshita M., Kopidakis N., Bothe K., Siefer G., Hao X. Solar cell efficiency tables (version 62) // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 2023. Vol. 31. № 7. P. 1-13.

5. Geisthardt R.M., Topic M., Sites J.R. Status and Potential of CdTe Solar-Cell Efficiency // IEEE J Photovolt. 2015. Vol. 5. № 4. P. 1217-1221.

6. Jackson P., Wuerz R., Hariskos D., Lotter E., Witte W., Powalla M. Effects of heavy alkali elements in Cu(In,Ga)Se2 solar cells with efficiencies up to 22.6% // Physica Status Solidi - Rapid Research Letters. 2016. Vol. 10. № 8. P. 583-586.

7. Würfel U., Herterich J., List M., Faisst J., Bhuyian M.F.M., Schleiermacher H.F., Knupfer K.T., Zimmermann B. A 1cm2 Organic Solar Cell with 15.2% Certified Efficiency: Detailed Characterization and Identification of Optimization Potential // Solar RRL. 2021. Vol. 5. № 4. P. 2000802.

8. Zhu L., Zhang M., Xu J., Li C., Yan J., Zhou G., Zhong W., Hao T., Song J., Xue X., Zhou Z., Zeng R., Zhu H., Chen C.C., MacKenzie R.C.I., Zou Y., Nelson J., Zhang Y., Sun Y., Liu F. Single-junction organic solar cells with over 19% efficiency enabled by a refined double-fibril network morphology // Nat Mater. 2022. Vol. 21. № 6. P. 656-663.

9. Zhao Y., Ma F., Qu Z., Yu S., Shen T., Deng H.X., Chu X., Peng X., Yuan,Y., Zhang X., You J. Inactive (Pb^RbCl stabilizes perovskite films for efficient solar cells // Science (1979). 2022. Vol. 377. № 6605. P. 531-534.

10. Chen W., Zhu Y., Xiu J., Chen G., Liang H., Liu S., Xue H., Birgersson E., Ho J.W., Qin X., Lin J., Ma R., Liu T., He Y., Ng A.M.C., Guo X., He Z., Yan H., Djurisic A.B., Hou Y. Monolithic perovskite/organic tandem solar cells with 23.6% efficiency enabled by reduced voltage losses and optimized interconnecting layer // Nat Energy. 2022. Vol. 7. № 3. P. 229-237.

11. Sai H., Matsui T., Kumagai H., Matsubara K. Thin-film microcrystalline silicon solar cells: 11.9% efficiency and beyond // Applied Physics Express. 2018. Vol. 11. № 2. P. 022301.

12. Matsui T., Bidiville A., Maejima K., Sai H., Koida T., Suezaki T., Matsumoto M., Saito K., Yoshida I., Kondo M. High-efficiency amorphous silicon solar cells: Impact of deposition rate on metastability // Appl Phys Lett. 2015. Vol. 106. № 5. P. 053901.

13. Yoshikawa K., Kawasaki H., Yoshida W., Irie T., Konishi K., Nakano K., Uto T., Adachi D., Kanematsu M., Uzu H., Yamamoto K. Silicon heterojunction solar cell with interdigitated back contacts for a photoconversion efficiency over 26% // Nat Energy. 2017. Vol. 2. № 5. P. 17032.

14. Shockley W., Queisser H.J. Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells // J Appl Phys. 1961. Vol. 32, № 3. P. 510-519.

15. Rühle S. Tabulated values of the Shockley-Queisser limit for single junction solar cells // Solar Energy. 2016. Vol. 130. P. 139-147.

16. Xue M., Nazif K.N., Lyu Z., Jiang J., Lu C.Y., Lee N., Zang K., Chen Y., Zheng T., Kamins T.I., Brongersma M.L., Saraswat K.C., Harris J.S. Free-standing 2.7^m thick ultrathin crystalline silicon solar cell with efficiency above 12.0% // Nano Energy. 2020. Vol. 70. P. 104466.

17. Boubakeur M., Aissat A., Ben Arbia M., Maaref H., Vilcot J.P. Enhancement of the efficiency of ultra-thin CIGS/Si structure for solar cell applications // Superlattices Microstruct. 2020. Vol. 138. P. 106377.

18. Yamamoto K., Mishima R., Uzu H., Adachi D. High efficiency perovskite/heterojunction crystalline silicon tandem solar cells: towards industrial-sized cell and module // Jpn J Appl Phys. 2023. Vol. 62, № SK.

19. Grassman T.J., Chmielewski D.J., Carnevale S.D., Carlin J.A., Ringel S.A. GaAso.75Po.25/Si dual-junction solar cells grown by MBE and MOCVD // IEEE J Photovolt. 2016. Vol. 6. № 1. P. 326 - 331.

20. Feifel M., Lackner D., Schön J., Ohlmann J., Benick J., Siefer G., Predan F., Hermle M., Dimroth F. Epitaxial GaInP/GaAs/Si Triple-Junction Solar Cell with 25.9% AM1.5g Efficiency Enabled by Transparent Metamorphic AlxGa1-xAsyP1-y Step-Graded Buffer Structures // Solar RRL. 2021. Vol. 5, № 5. P. 2000763.

21. Sai H., Matsui T., Matsubara K. Stabilized 14.0%-efficient triple-junction thin-film silicon solar cell // Appl Phys Lett. 2016. Vol. 109, № 18. P. 183506.

22. Bullock J., Hettick M., Geissbühler J., Ong A.J., Allen T., Sutter-Fella C.M., Chen T., Ota H., Schaler E.W., De Wolf S., Ballif C., Cuevas A., Javey A. Efficient silicon solar cells with dopant-free asymmetric heterocontacts // Nat Energy. 2016. Vol. 1. № 3. P. 15031.

23. Li J., Chen Y., Qiu Q., Bai Y., Gao Y., Liu W., Chen T., Huang Y., Yu J. Modulation of the TCO/MoOx Front Contact Enables >21% High-Efficiency Dopant-Free Silicon Solar Cells // ACS Appl Energy Mater. 2023. Vol. 6. № 1. P. 285-294.

24. Lin W., Dreon J., Zhong S., Paratte V., Antognini L., Cattin J., Liu Z., Liang Z., Gao P., Shen H., Ballif C., Boccard M. Dopant-Free Bifacial Silicon Solar Cells // Solar RRL. 2021. Vol. 5. № 5. P. 2000771.

25. Udono H., Kikuma I., Okuno T., Masumoto Y., Tajima H., Komuro S. Optical properties of ß-FeSi2 single crystals grown from solutions // Thin Solid Films. 2004. Vol. 461. № 1. P. 182-187.

26. Toh K., Saito T., Suemasu T. Optical absorption properties of BaSi2 epitaxial films grown on a transparent silicon-on-insulator substrate using molecular beam epitaxy // Jpn J Appl Phys. 2011. Vol. 50. № 6(1). P. 068001.

27. Kato T., Sago Y., Fujiwara H. Optoelectronic properties of Mg2Si semiconducting layers with high absorption coefficients // J Appl Phys. 2011. Vol. 110, № 6. P. 063723.

28. Tamura D., Nagai R., Sugimoto K., Udono H., Kikuma I., Tajima H., Ohsugi I.J. Melt growth and characterization of Mg2Si bulk crystals // Thin Solid Films. 2007. Vol. 515, № 22. P. 07JB06.

29. Huang J.S., Lee K.W., Tseng Y.H. Analysis of the high conversion efficiencies P -FeSi and BaSi n-i-p thin film solar cells // J Nanomater. 2014. Vol. 2014. P. 8-8.

30. Gao Y., Liu H.W., Lin Y., Shao G. Computational design of high efficiency FeSi2 thin-film solar cells // Thin Solid Films. 2011. Vol. 519. № 24. P. 8490-8495.

31. Liew S.L., Chai Y., Tan H.R., Tan J.P.Y., Seng D.H.L., Lai D.M.Y., Chua C.T., Chi D.Z. et al. Thin film polycrystalline P-FeSi2/Si heterojunction solar cells via Al incorporation and rapid thermal processing // Energy Procedia. 2012. Vol. 15. P. 305311.

32. Liu Z., Wang S., Otogawa N., Suzuki Y., Osamura M., Fukuzawa Y., Ootsuka T., Nakayama Y., Tanoue H., Makita Y. A thin-film solar cell of high-quality P-FeSi2/Si heterojunction prepared by sputtering // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2006. Vol. 90. № 3. P. 276-282.

33. Yachi S., Takabe R., Takeuchi H., Toko K., Suemasu T. Effect of amorphous Si capping layer on the hole transport properties of BaSi2 and improved conversion efficiency approaching 10% in p-BaSi2/n-Si solar cells // Appl Phys Lett. 2016. Vol. 109. № 7. P. 072103.

34. Deng T., Sato T., Xu Z., Takabe R., Yachi S., Yamashita Y., Toko K., Suemasu T. p-BaSi2/n-Si heterojunction solar cells on Si(001) with conversion efficiency approaching 10%: Comparison with Si(111) // Applied Physics Express. 2018. Vol. 11. № 6. P. 062301.

35. Tokairin T., Ikeda J., Udono H. Crystal growth of Mg2Si for IR-detector // J Cryst Growth. 2017. Vol. 468. P. 761-765.

36. Udono H., Tajima H., Uchikoshi M., Itakura M. Crystal growth and characterization of Mg2Si for IR-detectors and thermoelectric applications // Jpn J Appl Phys. 2015. Vol. 54. № 7. P. 07JB06.

37. El-Amir A.A.M., Ohsawa T., Nabatame T., Ohi A., Wada Y., Nakamura M., Fu X., Shimamura K., Ohashi N. Ecofriendly Mg2Si-based photodiode for short-wavelength IR sensing // Mater Sci Semicond Process. 2019. Vol. 91. P. 222-229.

38. El-Amir A.A.M., Ohsawa T., Ishii S., Imura M., Liao M., Fu X., Segawa H., Sakaguchi I., Nagao T., Shimamura K., Ohashi N. Silicon-compatible Mg2Si/Si n-p photodiodes with high room temperature infrared responsivity // Mater Sci Semicond Process. 2019. Vol. 102. P. 104577.

39. Vantomme A., Mahan J.E., Langouche G., Becker J.P., Van Bael M., Temst K., Van Haesendonck C. Thin film growth of semiconducting Mg2Si by codeposition // Appl Phys Lett. 1997. Vol. 70. № 9. P. 1086-1088.

40. Ikehata T., Ando T., Yamamoto T., Takagi Y., Sato N., Udono H. Solidphase growth of Mg2Si by annealing in inert gas atmosphere // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. 2013. Vol. 10. № 12. P. 1708-1711.

41. Shevlyagin A., Chernev I., Galkin N., Gerasimenko A., Gutakovskii A., Hoshida H., Terai Y., Nishikawa N., Ohdaira K. Probing the Mg2Si/Si(1 1 1) heterojunction for photovoltaic applications // Solar Energy. 2020. Vol. 211. P. 383-395.

42. Kogut I., Record M.C. Growth of magnesium silicide thin films on Si(100), Si(111) and SOI substrates during rapid thermal processing // Intermetallics (Barking). 2013. Vol. 32. P. 184-193.

43. Li J., Hwang S.H., Itskos G., Sandhage K.H. Kinetic mechanism of conformal magnesium silicide (Mg2Si) film formation via reaction of Si single crystals with Mg vapor // J Mater Sci. 2020. Vol. 55. № 3. P. 1107-1116.

44. Tani J.I., Kido H. Structural and electrical properties of Mg-Si thin films fabricated by radio-frequency magnetron sputtering deposition // Materials Research Society Symposium Proceedings. 2013. Vol. 1490. P. 229-234.

45. Stathokostopoulos D., Chaliampalias D., Stefanaki E.C., Polymeris G., Pavlidou E., Chrissafis K., Hatzikraniotis E., Paraskevopoulos K.M., Vourlias G.

Structure, morphology and electrical properties of Mg2Si layers deposited by pack cementation // Appl Surf Sci. 2013. Vol. 285. № Part B. P. 417-424.

46. Kurokawa M., Shimizu T., Uehara M., Katagiri A., Akiyama K., Matsushima M., Uchida H., Kimura Y., Funakubo H. Control of p- and n-type Conduction in Thermoelectric Non-doped Mg2Si Thin Films Prepared by Sputtering Method // MRS Advances. 2018. Vol. 3, № 24. P. 1355-1359.

47. Mahan J.E., Vantomme A., Langouche G., Becker J.P. Semiconducting Mg2Si thin films prepared by molecular-beam epitaxy // Phys Rev B Condens Matter Mater Phys. 1996. Vol. 54. № 23. P. 16965.

48. Xiao Q., Xie Q., Chen Q., Zhao K., Yu Z., Shen X. Annealing effects on the formation of semiconducting Mg2Si film using magnetron sputtering deposition // Journal of Semiconductors. 2011. Vol. 32. № 8. P. 082002.

49. Wang Y., Wang X.N., Mei Z.X., Du X.L., Zou J., Jia J.F., Xue Q.K., Zhang X.N., Zhang Z. Epitaxial orientation of Mg2Si (110) thin film on Si(111) substrate // J Appl Phys. 2007. Vol. 102. № 12. P. 126102.

50. Yang M.J. Preparation and electrical property of Mg2Si thin film by pulsed laser deposition // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1058. P. 244-247.

51. Dotsenko S.A., Luniakov Y. V., Gouralnik A.S., Gutakovskii A.K., Galkin N.G. Silicide phase formation by Mg deposition on amorphous Si. Ab initio calculations, growth process and thermal stability // J Alloys Compd. 2019. Vol. 778. P. 514-521.

52. Gouralnik A.S., Shevlyagin A. V., Chernev I.M., Ustinov A.Y., Gerasimenko A. V., Gutakovskii A.K. Synthesis of crystalline Mg2Si films by ultrafast deposition of Mg on Si(111) and Si(001) at high temperatures. Mg/Si intermixing and reaction mechanisms // Mater Chem Phys. 2021. Vol. 258. P. 123903.

53. Gouralnik A.S., Luniakov Y. V. Mg/Si interface reaction: How and why. Towards rational technologies of Mg2Si film growth for energy conversion // Vacuum. 2022. Vol. 196. P. 110798.

54. Gouralnik A.S., Chernev I.M., Maslov A.M., Dotsenko S.A. A promising experimental paradigm and mechanism of Mg2Si UHV growth on a non-uniformly heated Si(111) sample // Vacuum. 2022. Vol. 202. P. 111193.

55. Gouralnik A.S., Maslov A.M., Ustinov A.Y., Dotsenko S.A., Shevlyagin A.V., Chernev I.M., Il'yashenko V.M., Kitan S.A., Koblova E.A., Galkin K.N., Galkin N.G., Gerasimenko A.V. Formation of Mg2Si at high temperatures by fast deposition of Mg on Si(111) with wedge-shaped temperature distribution // Appl Surf Sci. 2018. Vol. 439. P. 282-284.

56. Wigren C., Andersen J.N., Nyholm R., Karlsson U.O. Epitaxial silicide formation in the Mg/Si(111) system // Surf Sci. 1993. Vol. 289. № 3. P. 290-296.

57. Takezaki M., Yamanaka Y., Uchikoshi M., Udono H. Spectral characterization of Mg2Si pn -junction diode depending on RTA periods // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. 2013. Vol. 10. № 12. P. 18121814.

58. Udono H., Yamanaka Y., Uchikoshi M., Isshiki M. Infrared photoresponse from pn-junction Mg2Si diodes fabricated by thermal diffusion // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2013. Vol. 74, № 2. P. 311-314.

59. Daitoku K., Takezaki M., Tanigawa S., Tsuya D., Udono H. Fabrication and characterization of Mg2Si pn-junction Photodiode with a ring electrode // JJAP Conference Proceedings. 2015. Vol. 3. P. 011103.

60. Akiyama T., Hori N., Tanigawa S., Tsuya D., Udono H. Fabrication of Mg2Si pn-junction photodiode with shallow mesa-structure and ring electrode //JJAP Conference Proceedings Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials-Science and Technology Towards Sustainable Electronics (APAC Silicide 2016). - The Japan Society of Applied Physics. 2017. P. 011102.

61. Onizawa Y., Akiyama T., Hori N., Esaka F., Udono H. Observation of pn-junction depth in Mg2Si diodes fabricated by short period thermal annealing //JJAP Conference Proceedings Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials-Science and Technology Towards Sustainable Electronics (APAC Silicide 2016). - The Japan Society of Applied Physics. 2017. P. 011101.

62. Baleva M.I., Goranova E., Marinova M., Atanasov A. Heterojunctions between Silicon and the Semiconducting Metal Silicides P-FeSi2 and MgSi2 // ECS Trans. 2007. Vol. 8. № 1. P. 151.

63. Deng Q., Wang Z., Wang S., Shao G. Simulation of planar Si/Mg2Si/Si p-i-n heterojunction solar cells for high efficiency // Solar Energy. 2017. Vol. 158. P. 654662.

64. Katagiri A., Ogawa S., Uehara M., Sankara Rama Krishnan P.S., Kurokawa M., Matsushima M., Shimizu T., Akiyama K., Funakubo H. Growth of (111)-oriented epitaxial magnesium silicide (Mg2Si) films on (001) Al2O3 substrates by RF magnetron sputtering and their properties // J Mater Sci. 2018. Vol. 53. № 7. P. 5151-5158.

65. Ogawa S., Katagiri A., Shimizu T., Matsushima M., Akiyama K., Kimura Y., Uchida H., Funakubo H. Electrical properties of (110)-oriented nondoped Mg2Si films with p-Type conduction prepared by RF magnetron sputtering method // J Electron Mater. 2014. Vol. 43. № 6. P. 2269-2273.

66. Kurokawa M., Uehara M., Ichinose D., Shimizu T., Akiyama K., Matsushima M., Uchida H., Kimura Y., Funakubo H. Preparation of preferentially (111)-oriented Mg2Si thin films on (001)Al2O3 and (100)CaF2 substrates and their thermoelectric properties // Jpn J Appl Phys. 2017. Vol. 56. P. 05DC02.

67. Tobola J., Kaprzyk S., Scherrer H. Mg-vacancy-induced semiconducting properties in Mg2Si1-xSbx from electronic structure calculations // J Electron Mater. 2010. Vol. 39. № 9. P. 2064-2069.

68. Imai Y., Sohma M., Suemasu T. Effect of oxygen incorporation in the Mg2Si lattice on its conductivity type - A possible reason of the p-type conductivity of postannealed Mg2Si thin film // J Alloys Compd. 2016. Vol. 676. P. 91-95.

69. Han X., Shao G. Origin of n-type conductivity of Sn-doped Mg2Si from first principles // J Appl Phys. 2012. Vol. 112. № 1. P. 013715.

70. Imai Y., Mori Y., Nakamura S., Takarabe K.I. Consideration about the synthesis pressure effect on lattice defects of Mg2Si using 1st principle calculations // J Alloys Compd. 2016. Vol. 664. P. 369-377.

71. Zhang J., Ming H., Li D., Qin X., Zhang J., Huang L., Song C., Wang L. Ultralow thermal conductivity and high thermoelectric performance of N-type Bi2Te2.7Seo.3-Based composites incorporated with gaas nanoinclusions // ACS Appl Mater Interfaces. 2020. Vol. 12. № 33. P. 37155-37163.

72. Morozova N. V., Korobeynikov I. V., Miyajima N., Ovsyannikov S. V. Giant Room-Temperature Power Factor in p-Type Thermoelectric SnSe under High Pressure // Advanced Science. 2022. Vol. 9. № 20. P. 2103720.

73. Olvera A.A., Moroz N.A., Sahoo P., Ren P., Bailey T.P., Page A.A., Uher C., Poudeu P.F.P. Partial indium solubility induces chemical stability and colossal thermoelectric figure of merit in Cu2Se // Energy Environ Sci. 2017. Vol. 10. № 7. P. 1668-1676.

74. Xie L., Chen Y., Liu R., Song E., Xing T., Deng T., Song Q., Liu J., Zheng R., Gao X., Bai S., Chen L. Stacking faults modulation for scattering optimization in GeTe-based thermoelectric materials // Nano Energy. 2020. Vol. 68. P. 104347.

75. Ai X., Hou D., Liu X., Gu S., Wang L., Jiang W. Enhanced thermoelectric performance of PbTe-based nanocomposites through element doping and SiC nanoparticles dispersion // Scr Mater. 2020. Vol. 179. P. 86-91.

76. Hwang J., Kim H., Han M.K., Hong J., Shim J.H., Tak J.Y., Lim Y.S., Jin Y., Kim J., Park H., Lee D.K., Bahk J.H., Kim S.J., Kim W. Gigantic Phonon-Scattering Cross Section to Enhance Thermoelectric Performance in Bulk Crystals // ACS Nano. 2019. Vol. 13. № 7. P. 8347-8355.

77. Zhao W., Liu Z., Sun Z., Zhang Q., Wei P., Mu X., Zhou H., Li C., Ma S., He D., Ji P., Zhu W., Nie X., Su X., Tang X., Shen B., Dong X., Yang J., Liu Y., Shi J. Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance // Nature. 2017. Vol. 549. № 7671. P. 247-251.

78. Chen X., Wu H., Cui J., Xiao Y., Zhang Y., He J., Chen Y., Cao J., Cai W., Pennycook S.J., Liu Z., Zhao L.D., Sui J. Extraordinary thermoelectric performance in n-type manganese doped Mg3Sb2 Zintl: High band degeneracy, tuned carrier scattering mechanism and hierarchical microstructure // Nano Energy. 2018. Vol. 52. P. 246-255.

79. Yu J., Fu C., Liu Y., Xia K., Aydemir U., Chasapis T.C., Snyder G.J., Zhao X., Zhu T. Unique Role of Refractory Ta Alloying in Enhancing the Figure of Merit of NbFeSb Thermoelectric Materials // Adv Energy Mater. 2018. Vol. 8. № 1. P. 1701313.

80. Galwadu Arachchige V., Kamila H., Sankhla A., Millerand L., Tumminello S., Mitra K., Yasseri M., Müller E., De Boor J. Optimization of the Thermoelectric Properties of p-Type Mg2-yLiyGe1-xSnx and Mg2-yLiyGe1-zSiz with x, z = 0.1 and 0.2 // ACS Appl Energy Mater. 2021. Vol. 4. № 6. P. 5533-5542.

81. Liu N., Rezaei S.E., Jensen W.A., Song S., Ren Z., Esfarjani K., Zebarjadi M., Floro J.A. Improved Thermoelectric Performance of Eco-Friendly ß-FeSi2-SiGe Nanocomposite via Synergistic Hierarchical Structuring, Phase Percolation, and Selective Doping // Adv Funct Mater. 2019. Vol. 29. № 38. P. 1903157.

82. Le Tonquesse S., Verastegui Z., Huynh H., Dorcet V., Guo Q., Demange V., Prestipino C., Berthebaud D., Mori T., Pasturel M. Magnesioreduction Synthesis of Co-Doped ß-FeSi2: Mechanism, Microstructure, and Improved Thermoelectric Properties // ACS Appl Energy Mater. 2019. Vol. 2. № 12. P. 8525-8534.

83. Qu X., Jia D., Hu J., Lü S. Growth mechanism and thermoelectric properties of ß-FeSi2 matrix with Si nanowires // Materials Science and Engineering: B. 2011. Vol. 176. № 16. P. 1291-1296.

84. Upadhyay N.K., Kumaraswamidhas L.A., Gahtori B., Bathula S., Muthiah S., Shyam R., Chauhan N.S., Bhardwaj R., Dhar A. Enhancement in thermoelectric performance of bulk CrSi2 dispersed with nanostructured SiGe nanoinclusions // J Alloys Compd. 2018. Vol. 765. P. 412-417.

85. Norizan M.N., Miyazaki Y., Ohishi Y., Muta H., Kurosaki K., Yamanaka S. The Nanometer-Sized Eutectic Structure of Si/CrSi2 Thermoelectric Materials Fabricated by Rapid Solidification // J Electron Mater. 2018. Vol. 47. № 4. P. 23302336.

86. Homma T., Takagi S., Takeda M. Effects of precipitation treatment and oxygen dispersions on thermoelectric properties of CoSi // J Alloys Compd. 2022. Vol. 892. P. 162121.

87. Yu J., Kuang J., Long J., Ke X., Duan X., Liu Z. Effects of nonstoichiometry on thermoelectric properties of CoSi-based materials // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2020. Vol. 31. № 3. P. 2139-2144.

88. Mao J., Kim H.S., Shuai J., Liu Z., He R., Saparamadu U., Tian F., Liu W., Ren Z. Thermoelectric properties of materials near the band crossing line in Mg2Sn-Mg2Ge-Mg2Si system // Acta Mater. 2016. Vol. 103. P. 633-642.

89. Li G., He J., An Q., Morozov S.I., Hao S., Zhai P., Zhang Q., Goddard W.A., Snyder G.J. Dramatically reduced lattice thermal conductivity of Mg2Si thermoelectric material from nanotwinning // Acta Mater. 2019. Vol. 169. P. 9-4.

90. Kim G., Rim H.J., Lee H., Kim J., Roh J.W., Lee K.H., Lee W. Mg2Si-based thermoelectric compounds with enhanced fracture toughness by introduction of dual nanoinclusions // J Alloys Compd. 2019. Vol. 801. P. 234-238.

91. Polymeris G.S., Hatzikraniotis E., Kyratsi T. Highly efficient Mg2Si-based thermoelectric materials: A review on the micro- and nanostructure properties and the role of alloying // Thermoelectric Energy Conversion: Theories and Mechanisms, Materials, Devices, and Applications. 2021. P. 429-466.

92. Gao H.L., Zhu T.J., Zhao X.B., Deng Y. Influence of Sb doping on thermoelectric properties of Mg2Ge materials // Intermetallics (Barking). 2015. Vol. 56. P. 33-36.

93. Saparamadu U., de Boor J., Mao J., Song S., Tian F., Liu W., Zhang Q., Ren Z. Comparative studies on thermoelectric properties of p-type Mg2Sn0.75Ge0.25 doped with lithium, sodium, and gallium // Acta Mater. 2017. Vol. 141. P. 154-162.

94. Sankhla A., Kamila H., Kelm K., Mueller E., de Boor J. Analyzing thermoelectric transport in n-type Mg2Si0.4Sn0.6 and correlation with microstructural effects: An insight on the role of Mg // Acta Mater. 2020. Vol. 199. P. 85-95.

95. Khan A.U., Vlachos N. V., Hatzikraniotis E., Polymeris G.S., Lioutas C.B., Stefanaki E.C., Paraskevopoulos K.M., Giapintzakis I., Kyratsi T. Thermoelectric properties of highly efficient Bi-doped Mg2Si1-x-ySnxGey materials // Acta Mater. 2014. Vol. 77. P. 43-53.

96. Chen Z., Zhang X., Ren J., Zeng Z., Chen Y., He J., Chen L., Pei Y. Leveraging bipolar effect to enhance transverse thermoelectricity in semimetal Mg2Pb for cryogenic heat pumping // Nat Commun. 2021. Vol. 12. № 1. P. 3837.

97. Teknetzi A., Tarani E., Symeou E., Karfaridis D., Stathokostopoulos D., Pavlidou E., Kyratsi T., Hatzikraniotis E., Chrissafis K., Vourlias G. Structure and thermoelectric properties of higher manganese silicides synthesized by pack cementation // Ceram Int. 2021. Vol. 47. № 1. P. 243-251.

98. Ghodke S., Hiroishi N., Yamamoto A., Ikuta H., Matsunami M., Takeuchi T. Enhanced Thermoelectric Properties of W- and Fe-Substituted MnSiY // J Electron Mater. 2016. Vol. 45. № 10. P. 5279-5284.

99. Yamamoto A., Ghodke S., Miyazaki H., Inukai M., Nishino Y., Matsunami M. Thermoelectric properties of supersaturated Re solid solution of higher manganese silicides // Jpn J Appl Phys. 2016. Vol. 55. № 2. P. 020301.

100. Inui H. Rhenium silicide as a new class of thermoelectric material // Materials Research Society Symposium Proceedings. 2006. Vol. 886. P. 2514-2518.

101. Okamoto N.L., Koyama T., Kishida K., Tanaka K., Inui H. Crystal structure and thermoelectric properties of chimney-ladder compounds in the Ru2Si3-Mn4Si7 pseudobinary system // Acta Mater. 2009. Vol. 57. № 17. P. 5036-5045.

102. Kishida K., Ishida A., Koyama T., Harada S., Okamoto N.L., Tanaka K., Inui H. Thermoelectric properties of ternary and Al-containing quaternary Ru1-xRexSiy chimney-ladder compounds // Acta Mater. 2009. Vol. 57. № 6. P. 2010-2019.

103. Aoyama K., Shimizu T., Kuramochi H., Mesuda M., Akiike R., Kimura Y., Funakubo H. Evaluation of phase and thermoelectric properties of thin film SrSi2 // Journal of the Ceramic Society of Japan. 2019. Vol. 127. № 6. P. 394-398.

104. Zhou C., Lee Y.K., Yu Y., Byun S., Luo Z.Z., Lee H., Ge B., Lee Y.L., Chen X., Lee J.Y., Cojocaru-Miredin O., Chang H., Im J., Cho S.P., Wuttig M., Dravid V.P., Kanatzidis M.G., Chung I. Polycrystalline SnSe with a thermoelectric figure of merit greater than the single crystal // Nat Mater. 2021. Vol. 20. № 10. P. 1378-1384.

105. Ning H., Mastrorillo G.D., Grasso S., Du B., Mori T., Hu C., Xu Y., Simpson K., Maizza G., Reece M.J. Enhanced thermoelectric performance of porous

magnesium tin silicide prepared using pressure-less spark plasma sintering // J Mater Chem A Mater. 2015. Vol. 3. № 33. P. 17426-17432.

106. Singsoog K., Seetawan T. Effecting the thermoelectric properties of p-MnSi175 and n-Mg198Ag002Si module on power generation // Physica B Condens Matter. 2019. Vol. 566. P. 1-5.

107. Yang X., Chen S., Zhang H., Lv F., Fan W., Wang W., Munir Z.A. Thermoelectric Properties and Transport Mechanism of Pure and Bi-Doped SiNWs-Mg2Si // Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science. 2018. Vol. 215, № 5. P. 1700742.

108. Ali A., Shamberger P., Vaddiraju S. Thermal conductivity of Mg2Si1-xSnx nanowire assemblies synthesized using solid-state phase transformation of silicon nanowires // Mater Res Express. 2021. Vol. 8. № 2. P. 025005.

109. Ohkubo I., Murata M., Lima M.S.L., Sakurai T., Sugai Y., Ohi A., Aizawa T., Mori T. Miniaturized in-plane n-type thermoelectric device composed of a II-IV semiconductor thin film prepared by microfabrication // Mater Today Energy. 2022. Vol. 28. P. 101075.

110. Tani J.I., Kido H. Electrical properties of Mg2Si thin films on flexible polyimide substrates fabricated by radio-frequency magnetron sputtering // Journal of the Ceramic Society of Japan. 2015. Vol. 123. № 1436. P. 298-301.

111. Jund P., Viennois R., Colinet C., Hug G., Fevre M., Tedenac J.C. Lattice stability and formation energies of intrinsic defects in Mg2Si and Mg2Ge via first principles simulations // Journal of Physics Condensed Matter. 2013. Vol. 25. № 3. P. 035403.

112. Toriyama M.Y., Brod M.K., Snyder G.J. Chemical Interpretation of Charged Point Defects in Semiconductors: A Case Study of Mg2Si // ChemNanoMat. 2022. Vol. 8. № 9. P. e202200222.

113. Hirayama N., Iida T., Sakamoto M., Nishio K., Hamada N. Substitutional and interstitial impurity p-type doping of thermoelectric Mg2Si: a theoretical study // Sci Technol Adv Mater. 2019. Vol. 20. № 1. P. 160-172.

114. Ferrando-Villalba P., Lopeandia A.F., Abad L., Llobet J., Molina-Ruiz M., Garcia G., Gerbolés M., Alvarez F.X., Goñi A.R., Muñoz-Pascual F.J., Rodríguez-Viejo J. In-plane thermal conductivity of sub-20 nm thick suspended mono-crystalline Si layers // Nanotechnology. 2014. Vol. 25. № 18. P. 185402.

115. Yanagisawa R., Maire J., Ramiere A., Anufriev R., Nomura M. Impact of limiting dimension on thermal conductivity of one-dimensional silicon phononic crystals // Appl Phys Lett. 2017. Vol. 110. № 13. P. 133108.

116. Hayashi K., Kawamura S., Hashimoto Y., Akao N., Huang Z., Saito W., Tasaki K., Hayashi K., Matsushita T., Miyazaki Y. Effects of Oxygen on Lattice Defects in Single-Crystalline Mg2Si Thermoelectrics // Nanomaterials. 2023. Vol. 13. № 7. P. 1222.

117. Camut J., Pham N.H., Nhi Truong D.Y., Castillo -Hernandez G., Farahi N., Yasseri M., Mueller E., de Boor J. Aluminum as promising electrode for Mg2(Si,Sn)-based thermoelectric devices // Mater Today Energy. 2021. Vol. 21. P. 100718.

118. Pham N.H., Farahi N., Kamila H., Sankhla A., Ayachi S., Müller E., de Boor J. Ni and Ag electrodes for magnesium silicide based thermoelectric generators // Mater Today Energy. 2019. Vol. 11. P. 97-105.

119. Pandey R.K., Maity G., Pathak S., Kalita P., Dubey S. New insights on NiSi system for microelectronics applications // Microelectronic Engineering. 2022. Vol. 264. P. 111871.

120. de Boor J., Droste D., Schneider C., Janek J., Mueller E. Thermal Stability of Magnesium Silicide/Nickel Contacts // J Electron Mater. 2016. Vol. 45, № 10. P. 5313-5320.

121. Sakamoto T., Iida T., Honda Y., Tada M., Sekiguchi T., Nishio K., Kogo Y., Takanashi Y. The use of transition-metal silicides to reduce the contact resistance between the electrode and sintered n-type Mg2Si // J Electron Mater. 2012. Vol. 41, № 6. P. 1805-1810.

122. Sevgili Ö., Orak í., Tiras K.S. The examination of the electrical properties of Al/Mg2Si/p-Si Schottky diodes with an ecofriendly interfacial layer depending on

temperature and frequency // Physica E Low Dimens Syst Nanostruct. 2022. Vol. 144. P. 115380.

123. Sekino K., Midonoya M., Udono H., Yamada Y. Preparation of Schottky contacts on n-type Mg2Si single crystalline substrate // Physics Procedia. 2011. Vol. 11. P. 171-173.

124. Zhang B., Zheng T., Wang Q., Zhu Y., Alshareef H.N., Kim M.J., Gnade

B.E. Contact resistance and stability study for Au, Ti, Hf and Ni contacts on thin-film Mg2Si // J Alloys Compd. 2017. Vol. 699. P. 1134-1139.

125. Gambino J.P., Colgan E.G. Silicides and ohmic contacts // Materials Chemistry and Physics. 1998. Vol. 52. № 2. P. 99-146.

126. Reader A.H., Van Ommen A.H., Weijs P.J.W., Wolters R.A.M., Oostra D.J. Transition metal silicides in silicon technology // Reports on Progress in Physics. 1993. Vol. 56. № 11. P. 1397.

127. Edited by Lih J. Chen. Silicide Technology for Integrated Circuits.: The Institution of Engineering and Technology. 2004. 300 p.

128. Bandopadhyay S., Gangopadhyay U., Mukhopadhyay K., Saha H., Chatterjee A.P. Nickel silicide contact for silicon solar cells // Bulletin of Materials Science. 1992. Vol. 15. № 5. P. 473-479.

129. Lee W.J., Kim D.W., Oh S.Y., Kim Y.J., Zhang Y.Y., Zhong Z., Li S.G., Jung S.Y., Han I.S., Gu T.K., Bae T.S., Lee G.W., Wang J.S., Lee H.D. Work function variation of nickel silicide using an ytterbium buffer layer for Schottky barrier metal-oxide-semiconductor field-effect transistors // J Appl Phys. 2007. Vol. 101. № 10. P. 103710.

130. Larson J.M., Snyder J.P. Overview and status of metal S/D Schottky-barrier MOSFET technology // IEEE Transactions on Electron Devices. 2006. Vol. 53. № 5. P. 1048-1058.

131. Yarekha D.A., Larrieu G., Breil N., Dubois E., Godey S., Wallart X., Soyer,

C., Remiens D., Reckinger N., Tang X., Laszcz A., Ratajczak J., Halimaoui A. UHV Fabrication of the Ytterbium Silicide as Potential Low Schottky Barrier S/D Contact Material for N-Type MOSFET // ECS Trans. 2009. Vol. 19. № 1. P. 339.

132. Блесман А. И., Бурлаков Р. Б. Фотоэлементы на основе силицидных контактов PtSi-n-Si и PdSi-n-Si с барьером Шоттки //Омский научный вестник. 2019. №. 1 (163). С. 50-54.

133. Reiter S., Koper N., Reineke-Koch R., Larionova Y., Turcu M., Krügener J., Tetzlaff D., Wietler T., Höhne U., Kähler J.D., Brendel R., Peibst R. Parasitic Absorption in Polycrystalline Si-layers for Carrier-selective Front Junctions // Energy Procedia. 2016. Vol. 92. P. 199-204.

134. Cuevas A., Basore P.A., Giroult-Matlakowski G., Dubois C. Surface recombination velocity of highly doped n-type silicon // J Appl Phys. 1996. Vol. 80. № 6. P. 3370-3375.

135. Yang X., Aydin E., Xu H., Kang J., Hedhili M., Liu W., Wan Y., Peng J., Samundsett C., Cuevas A., De Wolf S. Tantalum Nitride Electron-Selective Contact for Crystalline Silicon Solar Cells // Adv Energy Mater. 2018. Vol. 8. № 20. P. 1800608.

136. Wong K.H., Ananthanarayanan K., Luther J., Balaya P. Origin of hole selectivity and the role of defects in low-temperature solution-processed molybdenum oxide interfacial layer for organic solar cells // Journal of Physical Chemistry C. 2012. Vol. 116. № 31. P. 16346-16351.

137. Macco B., Vos M.F.J., Thissen N.F.W., Bol A.A., Kessels W.M.M. Low-temperature atomic layer deposition of MoOx for silicon heterojunction solar cells // Physica Status Solidi - Rapid Research Letters. 2015. Vol. 9. № 7. P. 393-396.

138. Geissbühler J., Werner J., Martin De Nicolas S., Barraud L., Hessler-Wyser A., Despeisse M., Nicolay S., Tomasi A., Niesen B., De Wolf S., Ballif C. 22.5% efficient silicon heterojunction solar cell with molybdenum oxide hole collector // Appl Phys Lett. 2015. Vol. 107. № 8. P. 081601.

139. Macco B., Bivour M., Deijkers J.H., Basuvalingam S.B., Black L.E., Melskens J., Van De Loo B.W.H., Berghuis W.J.H., Hermle M., Kessels W.M.M. Effective passivation of silicon surfaces by ultrathin atomic-layer deposited niobium oxide // Appl Phys Lett. 2018. Vol. 112. № 24. P. 242105.

140. Yang X., Bi Q., Ali H., Davis K., Schoenfeld W. V., Weber K. HighPerformance TiO2-Based Electron-Selective Contacts for Crystalline Silicon Solar Cells // Advanced Materials. 2016. Vol. 28. № 28. P. 5891-5897.

141. Wan Y., Samundsett C., Bullock J., Hettick M., Allen T., Yan D., Peng J., Wu Y., Cui J., Javey A., Cuevas A. Conductive and Stable Magnesium Oxide Electron-Selective Contacts for Efficient Silicon Solar Cells // Adv Energy Mater. 2017. Vol. 7. № 5. P. 1601863.

142. Yang X., Liu W., De Bastiani M., Allen T., Kang J., Xu H., Aydin E., Xu L., Bi Q., Dang H., AlHabshi E., Kotsovos K., AlSaggaf A., Gereige I., Wan Y., Peng J., Samundsett C., Cuevas A., De Wolf S. Dual-Function Electron-Conductive, Hole-Blocking Titanium Nitride Contacts for Efficient Silicon Solar Cells // Joule. 2019. Vol. 3. № 5. P. 1314-1327.

143. Bullock J., Zheng P., Jeangros Q., Tosun M., Hettick M., Sutter-Fella C.M., Wan Y., Allen T., Yan D., Macdonald D., De Wolf S., Hessler-Wyser A., Cuevas A., Javey A. Lithium Fluoride Based Electron Contacts for High Efficiency n-Type Crystalline Silicon Solar Cells // Adv Energy Mater. 2016. Vol. 6. № 14. P. 1600241.

144. Wan Y., Samundsett C., Bullock J., Allen T., Hettick M., Yan D., Zheng P., Zhang X., Cui J., McKeon J., Javey A., Cuevas A. Magnesium Fluoride Electron-Selective Contacts for Crystalline Silicon Solar Cells // ACS Appl Mater Interfaces. 2016. Vol. 8. № 23. P. 14671-14677.

145. Wan Y., Samundsett C., Yan D., Allen T., Peng J., Cui J., Zhang X., Bullock J., Cuevas A. A magnesium/amorphous silicon passivating contact for n -type crystalline silicon solar cells // Appl Phys Lett. 2016. Vol. 109. № 11. P. 113901.

146. Allen T.G., Bullock J., Zheng P., Vaughan B., Barr M., Wan Y., Samundsett C., Walter D., Javey A., Cuevas A. Calcium contacts to n-type crystalline silicon solar cells // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 2017. Vol. 25. № 7. P. 636-644.

147. Allen T.G., Bullock J., Jeangros Q., Samundsett C., Wan Y., Cui J., Hessler-Wyser A., De Wolf S., Javey A., Cuevas A. A Low Resistance Calcium/Reduced Titania

Passivated Contact for High Efficiency Crystalline Silicon Solar Cells // Adv Energy Mater. 2017. Vol. 7. № 12. P. 1602606.

148. Cho J., Debucquoy M., Recaman Payo M., Malik S., Filipic M., Radhakrishnan H.S., Bearda T., Gordon I., Szlufcik J., Poortmans J. Contact resistivity reduction on lowly-doped n-type Si using a low workfunction metal and a thin TiOx interfacial layer for doping-free Si solar cells // Energy Procedia. 2017. Vol. 124. P. 842850.

149. Lin L., Guo Y., Robertson J. Metal silicide Schottky barriers on Si and Ge show weaker Fermi level pinning // Appl Phys Lett. 2012. Vol. 101. № 5. P. 052110.

150. Cho J., Sivaramakrishnan Radhakrishnan H., Recaman Payo M., Debucquoy M., Van Der Heide A., Gordon I., Szlufcik J., Poortmans J. Low Work Function Ytterbium Silicide Contact for Doping-Free Silicon Solar Cells // ACS Appl Energy Mater. 2020. Vol. 3. № 4. P. 3826-3834.

151. Wronski C.R., Carlson D.E. Surface states and barrier heights of metal-amorphous silicon schottky barriers // Solid State Commun. 1977. Vol. 23. № 7. P. 421424.

152. Bivour M. Silicon heterojunction solar cells.: analysis and basic understanding.: Fraunhofer Verlag. 2017. 253 p.

153. Atanassov A., Baleva M. On the band diagram of Mg2Si/Si heterojunction as deduced from optical constants dispersions // Thin Solid Films. 2007. Vol. 515. № 5. P. 3046-3051.

154. Hosono H., Ueda K. Transparent conductive oxides. Springer Cham.: Springer handbook of electronic and photonic materials. 2017. 1536 p.

155. Minami T. Transparent conducting oxide semiconductors for transparent electrodes // Semicond Sci Technol. 2005. Vol. 20. № 4. P. S35.

156. Barnes T.M., Reese M.O., Bergeson J.D., Larsen B.A., Blackburn J.L., Beard M.C., Bult J., Van De Lagemaat J. Comparing the fundamental physics and device performance of transparent, conductive nanostructured networks with conventional transparent conducting oxides // Adv Energy Mater. 2012. Vol. 2. № 3. P. 353-360.

157. Hanson M.P., Gossarw A.C., Brown E.R. ErAs as a transparent contact at 1.55 ^m // Appl Phys Lett. 2006. Vol. 89. № 11. P. 111908.

158. Krivoy E.M., Nair H.P., Crook A.M., Rahimi S., Maddox S.J., Salas R., Ferrer D.A., Dasika V.D., Akinwande D., Bank S.R. Growth and characterization of LuAs films and nanostructures // Appl Phys Lett. 2012. Vol. 101. № 14. P. 141910.

159. Kim J., Kendall O., Ren J., Murdoch B.J., McConville C.F., van Embden J., Della Gaspera E. Highly Conductive and Visibly Transparent p-Type CuCrO2 Films by Ultrasonic Spray Pyrolysis // ACS Appl Mater Interfaces. 2022. Vol. 14. № 9. P. 1176811778.

160. Moreira M., Afonso J., Crepelliere J., Lenoble D., Lunca-Popa P. A review on the p-type transparent Cu-Cr-O delafossite materials // Journal of Materials Science. 2022. Vol. 57. № 5. P. 3114-3142.

161. Kawazu Y., Kudo H., Onari S., Arai T. Low-temperature crystallization of hydrogenated amorphous silicon induced by nickel silicide formation // Jpn J Appl Phys. 1990. Vol. 29. № 12R. P. 2698.

162. Nemanich R.J., Fiordalice R.W., Jeon H. Raman Scattering Characterization of Titanium Silicide Formation // IEEE J Quantum Electron. 1989. Vol. 25. № 5. P. 997-1002.

163. Galkin N.G., Galkin K.N., Kropachev O. V., Chernev I.M., Dotsenko S.A., Goroshko D.L., Subbotin E.Y., Alekseev A.Y., Migas D.B. Formation, structure, and optical properties of single-phase CaSi and CaSi2 films on Si substrates // St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2022. Vol. 15. № 31. P. 9-15

164. Galkin K.N., Kropachev O. V., Maslov A.M., Chernev I.M., Subbotin E.Y., Galkin N.G., Alekseev A.Y., Migas D.B. Electronic structure and optical properties of Ca2Si films grown on silicon different oriented substrates and calculated from first principles // St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2022. Vol. 15. № 31. P. 16-21.

165. Galkin N.G., Galkin K.N., Chernev I.M., Kropachev O. V., Goroshko D.L., Dotsenko S.A., Subbotin E.Y., Migas D.B. Effect of Sacrificial Mg2Si Layers and

Kinetic Parameters on the Growth, Structure, and Optical Properties of Thin Ca2Si Films on Silicon Substrates // Semiconductors. 2022. Vol. 56. № 7-12. P. 367-381.

166. Galkin N.G., Galkin K.N., Chernev I.M., Kropachev O. V., Goroshko D.L., Subbotin E.Y., Migas D.B. Crystal Structure, Optical Properties, and Characteristics of the Band Gap of Ca2Si Semiconductor Films on an Al203(0001) Substrate // Semiconductors. 2022. Vol. 56. № 7-12. P. 382-388.

167. Galkin N.G., Galkin K.N., Chernev I.M., Goroshko D.L., Chusovitin E.A., Shevlyagin A.V., Usenko A.A., Khovailo V.V. Comparison of the structural, optical and thermoelectrical properties of Ca silicide films with variable composition on Si substrates // Defect and Diffusion Forum. 2018. Vol. 386 DDF. P. 3-8.

168. Shevlyagin A. V., Galkin N.G., Galkin K.N., Subbotin E.Y., Il'yaschenko V.M., Gerasimenko A. V., Tkachenko I.A. Semimetal hR6-CaSi2 thin film: A transparent contact for Si optoelectronics // J Alloys Compd. 2022. Vol. 910. P. 164893.

169. Galkin N.G., Galkin K.N., Goroshko D.L., Dotsenko S.A., Kropachev O.V., Chernev I.M., Subbotin E.Y., Alekseev A.Y., Migas D.B., Fogarassy Z., Pecz B., Gutakovskii A.K. Ca silicide films—promising materials for silicon optoelectronics // Jpn J Appl Phys. 2023. Vol. 62. № SD. P. SD0803.

170. Порай-Кошиц М.А. Основы структурного анализа химических соединений: учебное пособие. 2 изд. М.: Высш. Школа. 1989. 192 с.

171. Уманский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. Москва: Металлургия, 1982. 632 с.

172. Оура К., Лифшиц В.Г.,Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. Москва: Наука. 2006. 490 c.

173. Осьмушко И.С., Короченцев В.В., Вовна В.И. Физические основы метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Учебное пособие. Владивосток: Дальневосточный федеральный университет. 2013. 46 с.

174. van der Pauw L.J. A method of measuring the resistivity and Hall coefficient on lamellae of arbitrary shape // Philips Technical Review. 1958. Vol. 20. P. 220-224.

175. Bahk J.H., Favaloro T., Shakouri A. Thin film thermoelectric characterization techniques // Annual Review of Heat Transfer. 2013. Vol. 16. P. 021404.

176. Кучис Е.В. Гальваномагнитные эффекты и методы их исследования. М.: Радио и связь. 1990. 264 с.

177. Borisenko V.E. Semiconducting Silicides. Basics, Formation, Properties: Springer Series in Materials Science. Springer Berlin, Heidelberg. 2011. 348 p.

178. Au-Yang M.Y., Cohen M.L. Electronic structure and optical properties of Mg2Si, Mg2Ge, and Mg2Sn // Physical Review. 1969. Vol. 178, № 3. P. 1358

179. Su X., Fu F., Yan Y., Zheng G., Liang T., Zhang Q., Cheng X., Yang D., Chi H., Tang X., Zhang Q., Uher C. Self-propagating high-temperature synthesis for compound thermoelectrics and new criterion for combustion processing // Nat Commun. 2014. Vol. 5. P. 4908.

180. Baleva M., Marinova M., Atanassov A. Infrared spectra of semiconducting silicides nanolayers // J Phys Conf Ser. 2008. Vol. 113. № 1. P. 012043.

181. Stefanaki E.C., Hatzikraniotis E., Vourlias G., Chrissafis K., Kitis G., Paraskevopoulos K.M., Polymeris G.S. Thermal Stability Study from Room Temperature to 1273 K (1000 °C) in Magnesium Silicide // Metall Mater Trans A Phys Metall Mater Sci. 2016. Vol. 47. № 10. P. 5146-5158.

182. Onari S., Cardona M. Resonant Raman scattering in the II-IV semiconductors Mg2Si, Mg2Ge, and Mg2Sn // Phys Rev B. 1976. Vol. 14. № 8. P. 3520.

183. Baleva M., Zlateva G., Atanassov A., Abrashev M., Goranova E. Resonant Raman scattering in ion-beam-synthesized Mg2Si in a silicon matrix // Phys Rev B Condens Matter Mater Phys. 2005. Vol. 72. № 11. P. 115330.

184. Parker J.H., Feldman D.W., Ashkin M. Raman scattering by silicon and germanium // Physical Review. 1967. Vol. 155. № 3. P. 712.

185. Prahoveanu C., Lacoste A., de Vaulx C., Azzouz K., Salaun M., Liu Y., Tainoff D., Bourgeois O., Laversenne L. Effect of texture on the structural and transport properties of Sb-doped Mg2Si thin films // J Alloys Compd. 2016. Vol. 688. P. 195-201.

186. Galkin N.G., Galkin K.N., Dotsenko S.A., Pyachin S.A., Astapov I.A. Ca2Si(100) epitaxial films on the Si(111) substrate: Template growth, structural and optical properties // Mater Sci Semicond Process. 2020. Vol. 113. P. 105036.

187. Esaka F., Nojima T., Udono H., Magara M., Yamamoto H. Non-destructive depth analysis of the surface oxide layer on Mg2Si with XPS and XAS // Surface and Interface Analysis. 2016. Vol. 48. № 7. P. 432-435.

188. Brause M., Braun B., Ochs D., Maus-Friedrichs W., Kempter V. Surface electronic structure of pure and oxidized non-epitaxial Mg2Si layers on Si(111) // Surf Sci. 1998. Vol. 398. № 1-2. P. 184-194.

189. Ardizzone S., Bianchi C.L., Fadoni M., Vercelli B. Magnesium salts and oxide: An XPS overview // Appl Surf Sci. 1997. Vol. 119. № 3-4. P. 253-259.

190. Zhang Y., Zhu L., Chen L., Liu L., Ye G. Influence of Magnesia on Demoulding Strength of Colloidal Silica-Bonded Castables // Reviews on Advanced Materials Science. 2019. Vol. 58. № 1. P. 32-37.

191. Morris R.G., Redin R.D., Danielson G.C. Semiconducting properties of Mg2Si single crystals // Physical Review. 1958. Vol. 109. № 6. P. 1909.

192. Nevin J.H., Henderson H.T., Shen K.L. Error analysis in semiconductor impurity energy level determinations // Mater Res Bull. 1982. Vol. 17. № 9. P. 11111120.

193. Kogut I., Record M.C. Magnesium silicide thin film formation by reactive diffusion // Thin Solid Films. 2012. Vol. 522. P. 149-158.

194. Kloc C., Arushanov E., Wendl M., Hohl H., Malang U., Bucher E. Preparation and properties of FeSi, a-FeSi2 and P-FeSi2 single crystals // J Alloys Compd. 1995. Vol. 219. № 1-2. P. 93-96.

195. Degiorgi L., Hunt M., Ott H.R., Fisk Z. Transport and optical properties of FeSi // Physica B: Physics of Condensed Matter. 1995. Vol. 206. № C. P. 810-812.

196. Galkin N.G., Maslov A.M., Konchenko A. V. Optical and photospectral properties of CrSi2 A-type epitaxial films on Si(111) // Thin Solid Films. 1997. Vol. 311. № 1-2. P. 230-238.

197. Wang L., Pan Y., Xing J. Le Mao J.B., Ba Y.J., Cao L., Wang M.L., Wu C.Y., Zhang X., Luo L.B. Surface State Induced Filterless SWIR Narrow-Band Si Photodetector // IEEE Electron Device Letters. 2023. Vol. 44.№ 7. P. 1148-1151.

198. Wang L., Luo H., Zuo H., Tao J., Yu Y., Yang X., Wang M., Hu J., Xie C., Wu D., Luo L. Highly Sensitive Narrowband Si Photodetector with Peak Response at around 1060 nm // IEEE Trans Electron Devices. 2020. Vol. 67. № 8. P. 3211-3214.

199. Arita M., Shimada K., Takeda Y., Nakatake M., Namatame H., Taniguchi M., Negishi H., Oguchi T., Saitoh T., Fujimori A., Kanomata T. Angle-resolved photoemission study of the strongly correlated semiconductor FeSi // Phys Rev B Condens Matter Mater Phys. 2008. Vol. 77. № 20. P. 205117.

200. Galkin N.G., Galkin K.N., Dotsenko S.A., Serhiienko I.A., Khovaylo V. V., Gutakovskii A.K. Effect of embedding of CrSi2 and ß-FeSi2 nanocrystals into n-type conductivity silicon on the transport and thermal generation of carriers // Appl Surf Sci. 2021. Vol. 566. P. 150620.

201. Schmidt J., Bothe K. Structure and transformation of the metastable boron-and oxygen-related defect center in crystalline silicon // Phys Rev B Condens Matter Mater Phys. 2004. Vol. 69. № 2. P. 024107.

202. Hallam B., Herguth A., Hamer P., Nampalli N., Wilking S., Abbott M., Wenham S., Hahn G. Eliminating light-induced degradation in commercial p-Type Czochralski silicon solar cells // Applied Sciences (Switzerland). 2017. Vol. 8. № 1. P. 10.