La influencia de los nano- y microclústeres de impurezas en las propiedades fotovoltaicas y electrofísicas del silicio

Un estudio exhaustivo del silicio que contiene nano-clústeres de átomos de impurezas (Ni, Mn, Cr, Gd, Eu, Se) ha revelado una serie de fenómenos físicos únicos no característicos de los semiconductores clásicos. Se ha establecido que las estructuras de clústeres en la red cristalina de silicio garantizan la estabilidad de los parámetros electrofísicos en un amplio rango de temperaturas y una alta resistencia a la radiación contra la irradiación γ y electrones. Se ha demostrado que, en concentraciones de clústeres de Ni ≥1015 cm–3, la generación de donantes térmicos y defectos de radiación se suprime sin alterar el tipo de conductividad. Se ha encontrado que los átomos de impurezas con capas d y f no llenas (Mn, Cr, Gd, Eu) forman estados ferromagnéticos en el silicio, controlables por un campo magnético externo a temperatura ambiente. Se encontró que los nano-clústeres de Mn multicargados crean niveles de energía localizados dentro de la banda prohibida, explicando la magnetorresistencia negativa observada y la absorción de impurezas con un borde en 0.2 eV. Para el silicio dopado con selenio, se ha demostrado la posibilidad de crear generadores pulsados con modulación de frecuencia adecuados para detectar radiación monocromática. El estudio de compuestos binarios en la red de silicio confirmó su estabilidad y potencial para desarrollar materiales con propiedades fotoeléctricas, ópticas y magnéticas controlables.