Evaluation of electrical properties of Eu and Pd-doped titanium dioxide thin films deposited on silicon

In this work, investigations of electrical properties of Eu and Pd-doped TiO2 thin films have been outlined. Our previous studies [4, 6] of Eu and Pd-doped TiO2, have shown the nanocrystalline structure and high transparency in visible region (about 70%). Now, it has been shown that by incorporation of Pd and Eu dopants into TiO2 matrix, its properties can be modified so as to obtain simultaneously electrically and optically active oxide-semiconductor with specified type of electrical conduction at room temperature. Pd dopant changes the electrical properties of TiO2 from dielectric oxide to conducting oxide. Samples were examined by means of theromelectrical, current-voltage (I-V), transient photovoltage and optical beam induced current OBIC (Optical Beam Induced Current). I-V measurements showed formation of electrical junctions at the interface of semiconducting thin films of metal oxides and silicon substrate (TOS-Si). The presence of build-in potential has been confirmed by OBIC through created maps of photocurrent distribution generated in the active areas of prepared TOS-Si heterojunctions.

W niniejszej pracy przedstawiono badanie właściwości elektrycznych cienkich warstw TiO2 domieszkowanych Eu i Pd. Pokazano, że wprowadzenie domieszki Eu i Pd do matrycy TiO2 modyfikuje jej właściwości, pozwala otrzymać cienkie warstwy elektrycznie i optycznie aktywne. Dodatkowo, wytworzone tlenki posiadają określony typ przewodnictwa elektrycznego w temperaturze pokojowej. Decydujący wpływ na właściwości elektryczne matrycy TiO2 miała domieszka Pd, która umożliwiła zmianę właściwości cienkich warstw dielektrycznych na półprzewodnikowe. Próbki badano za pomocą charakterystyk termoelektrycznych, charakterystyk prądowo-napięciowych (I-V) oraz metodą OBIC. Na podstawie pomiarów I-V zaobserwowano formowanie się złącza na granicy przezroczysty tlenek półprzewodnikowy-podłoże krzemowe (TOS-Si). Mapy rozkładu fotoprądu generowanego w obszarach aktywnych wytworzonego heterozłącza TOS-Si potwierdziły obecność potencjału wbudowanego.