Dynamisches Verhalten von Silizium-Elektroden in Fluor-haltigen Elektrolyten

  • Einige Effekte von Silizium sind bis heute ungeklärt. Dazu zählt Oxidation von hoch-dotiertem n-Si in Fluor-haltigen Säuren im Dunkeln. Diese Oxidation wurde erstmals systematisch untersucht und zur Grundlage eines Modells für Elektroneninjektion gemacht. Die angenommenen Oberflächenkomplexen erklären den Einsatz der Kennlinien. Weitere Untersuchungen zur Identifizierung des Komplexes sowie seiner energetischen Position bieten sich an. Mit zyklischen Voltammogrammen wurde gezeigt, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Potentials entscheidend für die Gestalt der Kennlinien ist. Schon 20mV/s ist für das untersuchte System zu schnell, um einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Dies wird durch die Ausbildung von Hysteresen klar erkennbar. Der initielle Strompuls zeigt eine vielfache Stromdichte gegenüber den bekannten Werten der nachfolgenden Oszillationspulse. Die Wasserstoff-terminierte Grenzfläche wird innerhalb weniger Zehntelsekunden oxidiert und passiviert. Alle nachfolgenden Strompulse können als weniger gut synchronisierteEinige Effekte von Silizium sind bis heute ungeklärt. Dazu zählt Oxidation von hoch-dotiertem n-Si in Fluor-haltigen Säuren im Dunkeln. Diese Oxidation wurde erstmals systematisch untersucht und zur Grundlage eines Modells für Elektroneninjektion gemacht. Die angenommenen Oberflächenkomplexen erklären den Einsatz der Kennlinien. Weitere Untersuchungen zur Identifizierung des Komplexes sowie seiner energetischen Position bieten sich an. Mit zyklischen Voltammogrammen wurde gezeigt, dass die Vorschubgeschwindigkeit des Potentials entscheidend für die Gestalt der Kennlinien ist. Schon 20mV/s ist für das untersuchte System zu schnell, um einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Dies wird durch die Ausbildung von Hysteresen klar erkennbar. Der initielle Strompuls zeigt eine vielfache Stromdichte gegenüber den bekannten Werten der nachfolgenden Oszillationspulse. Die Wasserstoff-terminierte Grenzfläche wird innerhalb weniger Zehntelsekunden oxidiert und passiviert. Alle nachfolgenden Strompulse können als weniger gut synchronisierte Oxidationen verstanden werden.show moreshow less
  • Some effects of the well investigated element silicon are still under discussion. One of them is the oxidation of highly doped n-type silicon in the dark in acids containing fluorine. This oxidation was investigated systematically for the first time, and a model for the injection of electrons was established. The assumed surface complexes can explain the onset of the current-voltage-characteristics evidently. Further investigations to identify the complex and its energetic position are necessary. Cyclic voltammograms showed that the scan velocity of the potential is crucial for the shape of the cyclic voltammograms. Even a scan velocity of 20mV/s is too high to keep the system in a steady state. The appearance of hysteresises clearly show this correlation. The initial current is several times higher compared to the typical values of the following oscillation pulses. The hydrogen terminated interface is oxidized and hereby passivated within a few tenths of a second. All following current pulses could be recognized as imperfectSome effects of the well investigated element silicon are still under discussion. One of them is the oxidation of highly doped n-type silicon in the dark in acids containing fluorine. This oxidation was investigated systematically for the first time, and a model for the injection of electrons was established. The assumed surface complexes can explain the onset of the current-voltage-characteristics evidently. Further investigations to identify the complex and its energetic position are necessary. Cyclic voltammograms showed that the scan velocity of the potential is crucial for the shape of the cyclic voltammograms. Even a scan velocity of 20mV/s is too high to keep the system in a steady state. The appearance of hysteresises clearly show this correlation. The initial current is several times higher compared to the typical values of the following oscillation pulses. The hydrogen terminated interface is oxidized and hereby passivated within a few tenths of a second. All following current pulses could be recognized as imperfect synchronized oxidations.show moreshow less

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Metadaten
Author: Stefan Schweizer
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-000000526
Referee / Advisor:Prof. Dr. Dieter Schmeißer
Document Type:Doctoral thesis
Language:German
Year of Completion:2004
Date of final exam:2004/01/27
Release Date:2007/03/05
Tag:Injektion ; AFM; Oxidation; Silizium; Voltammogramm
GND Keyword:Silicium; Elektrochemische Oxidation; Cyclovoltammetrie
Institutes:Fakultät 1 MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik / FG Angewandte Physik und Halbleiterspektroskopie
Institution name at the time of publication:Fakultät für Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik (eBTU) / LS Angewandte Physik / Sensorik
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