納米sic薄膜的光電特性研究 碩士畢業(yè)論文

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1、密級：學校代碼:10075分類號：學號：033713工學碩士學位論文納米SiC薄膜的光電特性研究學位申請人：指導教師：學位類別：工學碩士學科專業(yè)：光學工程授予單位：河北大學答辯日期：二○○九年五月ClassifiedIndex：CODE:10075U.D.C.：NO:033713ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringPhotoelectronicPropertiesofNanocrystallineSiCThinFilmsCandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngin

2、eeringSpecialty:OpticalEngineeringUniversity:HebeiUniversityDataofOralExamination:May,2009河北大學學位論文獨創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得河北大學或其他教育機構的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。作者簽名：　　日期：年月日學位論文使用授權聲明本人完全了解河北大

3、學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨热荩梢圆捎糜坝?、縮印或其他復制手段保存論文。本學位論文屬于1、保密□，在年月日解密后適用本授權聲明。2、不保密□。（請在以上相應方格內打“√”）作者簽名：　　日期：年月日導師簽名：　　　　　　日期：年月日Abstract摘要本工作利用螺旋波等離子體化學氣相沉積技術在高氫氣條件下制備了具有紫外發(fā)光的六角晶型納米碳化硅（nc-SiC），對這種材料進行了不同比例的磷摻雜，并對這種摻雜的納米碳化硅的光學、電學特性以及nc-SiC/Si異質結

4、的電學特性和光電壓特性進行了研究。結合FTIR、Raman、TEM、AFM、XRD等結構表征技術對納米碳化硅的微結構和磷摻雜的機理進行了研究，結果表明，所得到的納米碳化硅薄膜為晶化度較高的n型6H-SiC，并且隨摻雜比例增加薄膜的晶化度增加，磷摻雜的主要機理是替位摻雜；對薄膜的光吸收和光致發(fā)光研究表明，隨著摻雜比例增加薄膜的帶尾帶吸收增強，并且薄膜的發(fā)光效率增加；對摻雜納米碳化硅的電導率分析表明，1％摻雜比例下得到了10-2S·cm-1最佳電導率；摻雜的納米碳化硅包含兩種主要的導電機制，低溫下呈費米能級附近缺陷局域態(tài)間的近程跳躍電導機制，而較高溫度下呈熱激發(fā)的擴展態(tài)電導機制；采用

5、硅為p型材料制備了n-pnc-SiC/Si異質結二極管結構，二極管的最大整流比為350，理想因子為1.89；變溫I-V特性分析結果表明，納米SiC二極管的導電在較小偏壓下為通過界面態(tài)的載流子復合導電，較大偏壓下為擴散和發(fā)射電流導電。而負偏壓下主要是通過界面態(tài)的多步隧穿導電過程。n-pnc-SiC/Si異質結的光電壓特性分析表明，納米SiC可作為硅基光電子器件的理想窗口材料，光電壓主要來源于納米碳化硅和硅的界面耗盡區(qū)空間電荷，界面電場呈現為光照和正向偏壓下減弱、負偏壓下增強的典型異質結光電二極管特性。界面電場中的電子-空穴對復合表現為兩個主要過程：空間電荷區(qū)的電子-空穴對的直接快速

6、復合和通過界面缺陷態(tài)的慢速復合，并且這兩個復合過程可通過外加電場進行調節(jié)，正向電場可以抑制了電子-空穴對的直接復合，同時延緩通過界面態(tài)的慢速復合；負向偏壓電場可以加快電子-空穴對的復合過程，并且發(fā)生直接的快速復合幾率顯著增加。關鍵詞納米碳化硅電導率整流光電壓IIIAbstractAbstractHexagonalnano-siliconcarbide(nano-SiC)thinfilmsdopedandundopedwithphosphoruswhichpossessacharacteristicoftheultravioletphotoluminescence(PL)haveb

7、eendepositedbyheliconwaveplasmaenhancedchemicalvapourdepositiontechniqueunderthehighhydrogenconditioninthiswork.Theopticalandelectricpropertiesofthedopednano-SiCfilmstogetherwiththeelectricandphotovoltagepropertiesofthen-pnc-SiC/Siheterojunct