电子教材-沉积氧气压力对纳米晶硅光致发光的影响

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1、电子教材-沉积氧气压力对纳米晶硅光致发光的影响.txt9母爱是一滴甘露，亲吻干涸的泥土，它用细雨的温情，用钻石的坚毅，期待着闪着碎光的泥土的肥沃；母爱不是人生中的一个凝固点，而是一条流动的河，这条河造就了我们生命中美丽的情感之景。本文由秋天的收获2020贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。沉积氧气压力对纳米晶硅光致发光的影响罗明学李常青杨柳（郑州大学信息工程学院，河南郑州450052）摘要用脉冲激光（Nd:YAG激光）沉积技术在硅基上沉积富硅SiO2薄膜（SiOx,x<2），沉积时氧气压力分别为1.33，2.66，3.

2、99，5.32，6.65，7.98Pa，膜的厚度约为300nm。随后，在氩（Ar）气中1000℃的温度下对沉积的SiOx薄膜进行热退火处理30min，使在SiO2薄膜中生长出硅纳米晶。用光谱分析仪分析其在室温下的光致发光（PL）光谱时发现，随着沉积氧气压力的增强，峰值波长在减小（即蓝移）,表明纳米晶硅颗粒在减小；同时，在本研究中的制作条件下，PL强度与沉积氧气压力有较强的依存关系，在2.66-3.99Pa的氧气压力条件下沉积制作的试样，得到最大的PL强度。关键词纳米晶硅；光致发光；脉冲激光沉积中国分类号TN304.1，TN383photoluminescenceprop

3、ertiesofnanocrystalSiLuoMing-xue,LiChang-qing,YangLiu(CollegeofInformationEngineering,ZhengzhouUnivercity,Zhengzhou450052,China)DepositionoxygenpressureeffectontheAbstractSiliconsuboxides(SiOx,x<2)thinfilmswiththicknessof300nmonSimatriceshavebeenfabricatedbypulsedlaserdeposition(PLD)tech

4、niqueusingaNd:YAGlaserwithdifferentdepositionoxygenpressureof1.33，2.66，3.99，5.32，6.65，and7.98Pa.Afterdeposition,thefilmswereannealedinArambientat1000℃for30min,andSinanocrystals(nc-si)growedinit.Theopticspectrumanalyzerwasusedtoanalyzethephotoluminescence(PL)spectraofthesamplesatroomtempe

5、rature.IthasbeenobservedthatPLpeakwavelengthreduces(blueshift)withincreasingoxygenpressure,whichshowedthesizeofnc-Sireduces.Atthesametime,PLintensitystronglydependingonthedepositionoxygenpressurewasalsoobserved,itreachedthepeakatthepressureof2.66-3.99Pa.KeywordsNanocrystalSi;Photolumines

6、cence;Pulsedlaserdeposition一、引言硅是微电子器件的主要材料，但由于硅是间接带隙半导体材料，发光效率很低，不利于硅基光电集成[1]。自从1990年Canham报道多孔硅的光致发光[2]以来，大大提高了人们研究硅发光的兴趣，并在这方面做了大量的实验工作。尽管纳米晶硅的发光机制仍存在一些争议，但多数的研究认为，纳米晶硅在可见光及近红外领域的发光主要得益于量子限制效应[3-5]。制作纳米晶硅有不同的方法，如：硅离子注入法[6]，富氧硅溅射法[7]，富氧硅反应蒸发法[8]等，这些都是通过控制硅中氧的含量来实现控制纳米晶硅尺寸的大小。本实验是在脉冲激光沉

7、积过程中，通过控制沉积氧气压力的大小来控制沉积的SiOx薄膜中x（x<2）值的大小，使退火处理后在SiO2薄膜中生成不同尺寸的纳米晶硅。教育部留学回国人员科研启动基金资助的课题，批准号：教外司留（2005）546号二、纳米晶硅的制作本实验中，沉积富硅SiO2薄膜的消融激光器使用掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）脉冲激光器（使用的波长为532nm，激光单脉冲能量为40mJ/Pulse，重复频率为10Hz，脉冲宽度约为10ns）硅靶与沉积硅基板置于真空容器中，。距离为2cm，在背景真空度约为0.0133Pa时，分别注入氧气压力为1.33，2.66