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1、電子教材-沉積氧氣壓力對納米晶硅光致發(fā)光的影響72672本文由秋天的收獲2020貢獻pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。沉積氧氣壓力對納米晶硅光致發(fā)光的影響羅明學李常青楊柳（鄭州大學信息工程學院，河南鄭州450052）摘要用脈沖激光（Nd:YAG激光）沉積技術在硅基上沉積富硅SiO2薄膜（SiOx,x<2），沉積時氧氣壓力分別為1.33，2.66，3.99，5.32，6.65，7.98Pa，膜的厚度約為300nm。隨后，在氬（Ar）氣中1000℃的溫度下對沉積的SiOx薄膜進行熱退
2、火處理30min，使在SiO2薄膜中生長出硅納米晶。用光譜分析儀分析其在室溫下的光致發(fā)光（PL）光譜時發(fā)現(xiàn)，隨著沉積氧氣壓力的增強，峰值波長在減?。此{移）,表明納米晶硅顆粒在減??；同時，在本研究中的制作條件下，PL強度與沉積氧氣壓力有較強的依存關系，在2.66-3.99Pa的氧氣壓力條件下沉積制作的試樣，得到最大的PL強度。關鍵詞納米晶硅；光致發(fā)光；脈沖激光沉積中國分類號TN304.1，TN383photoluminescencepropertiesofnanocrystalSiLuoMing-xue,LiChang-qing
3、,YangLiu(CollegeofInformationEngineering,ZhengzhouUnivercity,Zhengzhou450052,China)DepositionoxygenpressureeffectontheAbstractSiliconsuboxides(SiOx,x<2)thinfilmswiththicknessof300nmonSimatriceshavebeenfabricatedbypulsedlaserdeposition(PLD)techniqueusingaNd:YAGlaserwi
4、thdifferentdepositionoxygenpressureof1.33，2.66，3.99，5.32，6.65，and7.98Pa.Afterdeposition,thefilmswereannealedinArambientat1000℃for30min,andSinanocrystals(nc-si)growedinit.Theopticspectrumanalyzerwasusedtoanalyzethephotoluminescence(PL)spectraofthesamplesatroomtemperat
5、ure.IthasbeenobservedthatPLpeakwavelengthreduces(blueshift)withincreasingoxygenpressure,whichshowedthesizeofnc-Sireduces.Atthesametime,PLintensitystronglydependingonthedepositionoxygenpressurewasalsoobserved,itreachedthepeakatthepressureof2.66-3.99Pa.KeywordsNanocrys
6、talSi;Photoluminescence;Pulsedlaserdeposition一、引言硅是微電子器件的主要材料，但由于硅是間接帶隙半導體材料，發(fā)光效率很低，不利于硅基光電集成[1]。自從1990年Canham報道多孔硅的光致發(fā)光[2]以來，大大提高了人們研究硅發(fā)光的興趣，并在這方面做了大量的實驗工作。盡管納米晶硅的發(fā)光機制仍存在一些爭議，但多數(shù)的研究認為，納米晶硅在可見光及近紅外領域的發(fā)光主要得益于量子限制效應[3-5]。制作納米晶硅有不同的方法，如：硅離子注入法[6]，富氧硅濺射法[7]，富氧硅反應蒸發(fā)法[8]等，
7、這些都是通過控制硅中氧的含量來實現(xiàn)控制納米晶硅尺寸的大小。本實驗是在脈沖激光沉積過程中，通過控制沉積氧氣壓力的大小來控制沉積的SiOx薄膜中x（x<2）值的大小，使退火處理后在SiO2薄膜中生成不同尺寸的納米晶硅。教育部留學回國人員科研啟動基金資助的課題，批準號：教外司留（2005）546號二、納米晶硅的制作本實驗中，沉積富硅SiO2薄膜的消融激光器使用摻釹釔鋁石榴石（Nd:YAG）脈沖激光器（使用的波長為532nm，激光單脈沖能量為40mJ/Pulse，重復頻率為10Hz，脈沖寬度約為10ns）硅靶與沉積硅基板置于真空容器中，
8、。距離為2cm，在背景真空度約為0.0133Pa時，分別注入氧氣壓力為1.33，2.66，3.99，5.32，6.65，7.98Pa的條件下，使用上述激光轟擊硅靶，使在硅基板上沉積的薄膜（SiOx）厚度約為300nm。隨后，在Ar氣中1000℃的溫度下對上述沉積
