Оптические свойства $p$–$i$–$n$-структур на основе аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллами кремния, сформированными с применением наносекундных лазерных отжигов

C применением импульсных лазерных отжигов в $i$-слоях $p$–$i$–$n$-структур на основе $a$-Si : H были сформированы нанокристаллы Si. Для импульсных воздействий применялся эксимерный лазер XeCl с длиной волны 308 нм, с длительностью импульса 15 нс. Плотность энергии лазерного излучения изменялась в пределах от 100 мДж/см$^{2}$ (ниже порога плавления) до 250 мДж/см$^{2}$ (выше порога плавления). Оценка размеров нанокристаллов проводилась из анализа спектров комбинационного рассеяния света с использованием модели локализации фононов, средний размер составил от 2.5 до 3.5 нм в зависимости от параметров лазерных воздействий. Созданные $p$–$i$–$n$-структуры обладали диодными ВАХ. Обнаружен сигнал электролюминесценции в ИК-диапазоне от $p$–$i$–$n$-структур с нанокристаллами Si, положение пика (0.9–1 эВ) варьировалось с параметрами лазерных воздействий. Излучательные переходы связаны, предположительно, с состояниями на границе нанокристалл/аморфная матрица. Предложенный подход может быть использован для создания светоизлучающих диодов на нетугоплавких подложках.