El trabajo presentado en este manuscrito de tesis esta destinado a la comprension de un nuevo material desarrollado en el Laboratorio de Fisica de Interficies y Capas Delgadas (Ecole Polytechnique, Palaiseau): el silicio polimorfo (pm-Si:H). El desarrollo de este material esta ligado al estudio de la formacion de polvo en los plasmas de silano. Se considera polvo a particulas que pueden llegar a las varias micras de diametro, pero los precursores de las cuales son entidades de pocos nanometros. Es lo que llamamos nano-particulas. El silicio polimorfo se deposita en condiciones de plasma cercanas a la formacion de polvo, lo cual deberia de resultar en la incorporacion de nano-particulas en el material. Des de 1998 toda una serie de experiencias muestran que el pm-Si:H tiene propiedades electricas mejores que el silicio amorfo estandar (a-Si:H). Ademas, se realizaron dispositivos fotovoltaicos con pm-Si:H, dando lulgar a celulas solares estables con la exposicion al sol. Son precisamente estas cualidades las que motivaron todo este estudio sobre su estructura y condiciones de elaboracion. Este trabajo ha sido abordado des de tres puntos de vista diferentes: el plasma, el crecimiento y su estructura. La naturaleza particular de este material ha necesitado el desarrollo de varias tecnicas especiales. Por un lado, los estudios de la Cavidad Laser Resonante permiteiron de medir concentraciones de nano-particulas del orden de 10-10 cm-3, en condiciones de obtencion del pm-Si:H. Por otro lado, los estudios in situ realizados por Elipsometria Espectroscopica (SE) mostraron un crecimiento homogeneo del material. La interpretacion de la funcion dielectrica del material obtenida por (SE) necesito el desarrollo del modelo de Tetraedro. Esto permitio de avanzar en la comprension de la estructura de este material. Vimos como el pm-Si:H se trata de un material con mucho hidrogeno (15-25%), pero al mismo tiempo con un

Growth and structure of polymorphous silicon a material obtained by the incorporation of silicon nanoparticles in an amorphous matrix-application to thin film transistors

Christopher Baldus-Jeursen

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Heterojunction Photovoltaic Devices With Rapid Thermally Annealed Crystalline Thin Films