Фотолюминесценция аморфных пленок $a$-Si$_{1-x}$C$_{x}$ : H

Исследованы основные характеристики стационарной фотолюминесценции (ФЛ), ее температурная зависимость, а также кинетика затухания ФЛ пленок $a$-Si$_{1-x}$C$_{x}$ : H различного состава, полученных разложением смеси газов SiH$_{4}{-}$CH$_{4}{-}$Ar в ВЧ тлеющем разряде.
Показано, что ФЛ состоит из одной почти симметричной полосы, положение максимума которой и полуширина растут с ростом $x$ от значений 1.4 и 0.30 эВ при $x=0$ до значений 2.3$-$2.9 и 0.8 эВ при $x\sim 1$. При этом резко ослабляется температурное гашение интенсивности ФЛ, а кинетика ее затухания на несколько порядков убыстряется, демонстрируя переход от туннельной к экситоноподобной излучательной рекомбинации.
При возбуждении \glqqхвост$-$хвост» обнаружено крыло антистоксовского излучения, относительная интенсивность которого увеличивается по мере роста температуры и уменьшения энергии возбуждающих квантов. Обсуждаются возможные причины сильной пространственной корреляции неравновесных электронов и дырок в пленках, обогащенных углеродом. На основании данных по антистоксовскому излучению делается вывод о том, что причиной такой корреляции является локализация носителей заряда на микронеоднородностях аморфной структурной сетки. Делается предположение о том, что эти неоднородности представляют собой нанокластеры графитовой фазы.
Анализ концентрационных зависимостей параметров ФЛ приводит также к заключению о том, что пленки $a$-Si$_{1-x}$C$_{x}$ : H, выращенные указанным выше методом, остаются однородными лишь при малом содержании углерода ($x < 0.3\div 0.4$).