電子教材-沉積氧氣壓力對(duì)納米晶硅光致發(fā)光的影響

1、電子教材沉積氧氣壓力對(duì)納米晶硅光致發(fā)光的影響.txt9母愛是一滴甘露，親吻干涸的泥土，它用細(xì)雨的溫情，用鉆石的堅(jiān)毅，期待著閃著碎光的泥土的肥沃；母愛不是人生中的一個(gè)凝固點(diǎn)，而是一條流動(dòng)的河，這條河造就了我們生命中美麗的情感之景。本文由秋天的收獲2020貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。沉積氧氣壓力對(duì)納米晶硅光致發(fā)光的影響羅明學(xué)李常青楊柳（鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院，河南鄭州450052）摘

2、要用脈沖激光（Nd:YAG激光）沉積技術(shù)在硅基上沉積富硅SiO2薄膜（SiOxx2），沉積時(shí)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(duì)沉積的SiOx薄膜進(jìn)行熱退火處理30min，使在SiO2薄膜中生長(zhǎng)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(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著沉積氧氣壓力的增強(qiáng)，峰值波長(zhǎng)在減?。此{(lán)移）表明納米晶硅顆粒在減小

3、；同時(shí)，在本研究中的制作條件下，PL強(qiáng)度與沉積氧氣壓力有較強(qiáng)的依存關(guān)系，在2.663.99Pa的氧氣壓力條件下沉積制作的試樣，得到最大的PL強(qiáng)度。關(guān)鍵詞納米晶硅；光致發(fā)光；脈沖激光沉積中國(guó)分類號(hào)TN304.1，TN383photoluminescencepropertiesofnanocrystalSiLuoMingxueLiChangqingYangLiu(CollegeofInfmationEngineeringZhengzhouU

4、nivercityZhengzhou450052China)DepositionoxygenpressureeffectontheAbstractSiliconsuboxides(SiOxx2)thinfilmswiththicknessof300nmonSimatriceshavebeenfabricatedbypulsedlaserdeposition(PLD)techniqueusingaNd:YAGlaserwithdiffer

5、entdepositionoxygenpressureof1.33，2.66，3.99，5.32，6.65，7.98Pa.AfterdepositionthefilmswereannealedinArambientat1000℃f30minSinanocrystals(ncsi)growedinit.Theopticspectrumanalyzerwasusedtoanalyzethephotoluminescence(PL)spect

6、raofthesamplesatroomtemperature.IthasbeenobservedthatPLpeakwavelengthreduces(blueshift)withincreasingoxygenpressurewhichshowedthesizeofncSireduces.AtthesametimePLintensitystronglydependingonthedepositionoxygenpressurewas

7、alsoobserveditreachedthepeakatthepressureof2.663.99Pa.KeywdsNanocrystalSiPhotoluminescencePulsedlaserdeposition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(dǎo)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(bào)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(shí)驗(yàn)

8、工作。盡管納米晶硅的發(fā)光機(jī)制仍存在一些爭(zhēng)議，但多數(shù)的研究認(rèn)為，納米晶硅在可見光及近紅外領(lǐng)域的發(fā)光主要得益于量子限制效應(yīng)[35]。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(yīng)蒸發(fā)法[8]等，這些都是通過控制硅中氧的含量來實(shí)現(xiàn)控制納米晶硅尺寸的大小。本實(shí)驗(yàn)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（x2）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

9、部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金資助的課題，批準(zhǔn)號(hào)：教外司留（2005）546號(hào)二、納米晶硅的制作納米晶硅的發(fā)光強(qiáng)度最大，對(duì)于這種現(xiàn)象，我們可以考慮為，當(dāng)氧氣壓力小于2.66Pa時(shí)，沉積SiOx薄膜中的x值較小，退火后生成的納米晶硅顆粒較大，量子效應(yīng)較弱，因此發(fā)光強(qiáng)度較弱。當(dāng)氧氣壓力大于3.99Pa時(shí)，可以認(rèn)為是由于沉積的SiOx薄膜中的x增大，多余硅的數(shù)量減少，則生成的納米晶硅的數(shù)量（濃度）減少，而納米晶硅數(shù)量的減少使發(fā)光強(qiáng)度減弱的效果，大

10、于納米晶硅尺寸的減小使發(fā)光強(qiáng)度增加的效果，結(jié)果發(fā)光強(qiáng)度減弱。圖2積分PL強(qiáng)度與沉積氧氣壓力的關(guān)系。Fig2CrelationbetweendepositionoxygenpressureintegratedPLintensity.四、結(jié)論本實(shí)驗(yàn)利用脈沖激光沉積技術(shù)及退火處理制作了含有納米晶硅的SiO2薄膜，并對(duì)其進(jìn)行了光致發(fā)光光譜分析，結(jié)果表明，納米晶硅的PL峰值波長(zhǎng)與沉積氧氣壓力有關(guān)，表現(xiàn)為沉積氧氣壓力越大，峰值波長(zhǎng)越?。{米晶硅的P

11、L峰值波長(zhǎng)隨著其尺寸的減小而減小）。在本實(shí)驗(yàn)的制作條件下，沉積氧氣壓力為2.663.99Pa時(shí)，納米晶硅的PL強(qiáng)度最大。所以，應(yīng)用脈沖激光沉積技術(shù)，通過改變沉積氧氣壓力的大小，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)納米晶硅顆粒尺寸的控制。參考文獻(xiàn)[1]劉軒.光通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù).微計(jì)算機(jī)信息，2005，113：131133[2]CanhamLT.Siliconquantumwirearrayfabricationbyelectrochemicalchemicald

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