Si-Ge納米晶鑲嵌SiO2薄膜的生長及光學(xué)特性研究.pdf

1、硅鍺納米材料由于自身的優(yōu)良性能以及在光電方面展示出的與常規(guī)材料不同的特性，使得其在微電子和光電子領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。其中，Si/Ge納米復(fù)合薄膜，由于薄膜中Si/Ge納米顆粒的引入，基于其量子限域效應(yīng)等特性會產(chǎn)生光學(xué)帶隙寬化，光致發(fā)光效應(yīng)等獨特的光電性能，在硅基光源、紅外探測器、單電子器件、光伏材料等方面有著巨大的應(yīng)用潛力。而生長高質(zhì)量的Si/Ge納米薄膜則是以上器件應(yīng)用研究的關(guān)鍵。
　　本文利用反應(yīng)磁控濺射的方法生長Si/

2、Ge納米晶鑲嵌SiO2薄膜。研究了生長Si/Ge納米晶的工藝條件，以及不同的制備條件對薄膜中納米晶密度、尺寸、分布的影響。并利用分光光度計、X射線光電子能譜、掃描電鏡、透射電鏡、拉曼光譜、熒光光譜等測試手段對樣品進行表征。
　　本文通過Si納米晶薄膜的生長研究，發(fā)現(xiàn)在常溫下沉積的SiOx薄膜的成分與光學(xué)常數(shù)等特性能夠通過濺射氣氛，尤其是O2流量來調(diào)控。SiOx薄膜經(jīng)過后期高溫快速退火處理后可以得到少量Si納米晶，此外，還探討了不同

3、的退火工藝對SiOx薄膜的影響和原因。
　　對于Ge納米晶薄膜，本文在GeSiO混合膜層沉積完畢后，利用700℃真空退火，成功制備出高密度、小尺寸的Ge納米晶，并研究了不同的濺射條件和退火溫度對Ge納米晶薄膜的影響。在單層Ge納米晶薄膜的基礎(chǔ)上，為了限制Ge納米晶的尺寸，沉積了多層NC-Ge/SiO2薄膜，證明了SiO2阻隔層的作用，制備出了排布有序、尺寸均一的Ge納米晶，并研究了其熒光光譜和光學(xué)帶隙等特性。
　　本論文利用