Фемтосекундная лазерная модификация пленок аморфного кремния для приложений фотовольтаики и поляризационной оптики
Фемтосекундное лазерное структурирование является перспективным методом получения гетероперехода «аморфный-кристаллический кремний» (a-Si/c-Si) в тонких пленках a-Si, а также поверхностных структур с оптической анизотропией. Методом спектроскопии комбинационного рассеяния света с разрешением по глубине в пленке a-Si, облученной лазерными импульсами с плотностью энергии ниже порога абляции (0.1 Дж/см2), обнаружено формирование поверхностного кристаллизованного слоя с характерной толщиной 45 ± 5 нм. Электрофизические измерения показали, что в результате подобного облучения пленки коэффициент выпрямления электрического тока в ней увеличился с 2.7 до 13.6, что указывает на возможное образование гетероперехода a-Si/c-Si. Наличие алюминиевого покрытия толщиной 10 нм уменьшает количество импульсов на единицу площади, необходимое для кристаллизации a-Si, в 2.5 раза. Оптическая анизотропия лазерно-кристаллизованных пленок a-Si проявляется в виде оптического запаздывания до 280 ± 40 нм за счет формирования одномерного поверхностного рельефа с периодом 1100 ± 50 нм.