輻照對(duì)遠(yuǎn)紅外和紫外波段光學(xué)材料的影響.pdf

1、單晶Si是一種重要的半導(dǎo)體器件材料，在器件研發(fā)方面極具潛力。本文通過(guò)離子注入的方法分別對(duì)單晶Si進(jìn)行He離子和N離子摻雜，通過(guò)Co60γ射線輻射源輻照單晶Si，利用磁控濺射法在Si表面鍍不同厚度的Ag膜，研究處理樣品表面的形貌和光學(xué)性質(zhì)變化。本論文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為研究高注量摻雜Si后樣品的光學(xué)性質(zhì)及其物理機(jī)制提供數(shù)據(jù)。主要的結(jié)論如下：
　　（1）研究了 He離子摻雜對(duì)單晶 Si的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)測(cè)試溫區(qū)內(nèi)（145K至520K）

2、，隨著摻He濃度增加，樣品的吸收系數(shù)逐漸增大，折射率逐漸減小。所有樣品的吸收系數(shù)和折射率隨溫度的變化趨勢(shì)是一致的。其中折射率在整個(gè)測(cè)試波段內(nèi)隨溫度的升高而增大。但吸收系數(shù)在不同波段呈現(xiàn)不同趨勢(shì)，當(dāng)波數(shù)小于12cm-1時(shí)，吸收系數(shù)隨溫度的升高而減?。徊〝?shù)大于30c m-1時(shí)，吸收系數(shù)隨著溫度的升高而增大，運(yùn)用 Drude模型對(duì)兩組曲線進(jìn)行了模擬計(jì)算，模擬曲線與實(shí)驗(yàn)曲線吻合較好。原子力顯微鏡分析表明隨著注量的增加，樣品表面粗糙度增大，當(dāng)注量

3、達(dá)到2.0×1017cm-2時(shí)，表面有明顯的隆起。光學(xué)顯微鏡結(jié)果表明當(dāng)注量達(dá)到4.0×1017cm-2時(shí)表面有剝落現(xiàn)象產(chǎn)生。隨著注量增加，樣品的吸收增強(qiáng)，發(fā)光強(qiáng)度增大，He泡數(shù)明顯增多，并且在注量為1×1017cm-2時(shí)，出現(xiàn)新的發(fā)光峰，分別位于360nm、407nm、537 nm、600 nm處。
　?。?）研究了不同膜厚的Ag膜對(duì)單晶 Si的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著膜厚的增加，樣品表面粗糙度增加，顆粒增大，吸收系數(shù)增大。
　

4、?。?）研究了N離子摻雜對(duì)單晶Si和SiO2/Si的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著注量的增加，S i樣品的透射率、吸收系數(shù)、折射率和介電常數(shù)沒(méi)有明顯的變化，表面粗糙度增大，SiO2/Si樣品的透射率沒(méi)有明顯的變化，表面粗糙度先減小后增加。
　　（4）研究了不同劑量的γ射線對(duì)單晶Si和SiO2/Si的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著劑量的增加，S i樣品表面損傷越來(lái)越嚴(yán)重，吸收增強(qiáng)，發(fā)光強(qiáng)度增大，但并未出現(xiàn)新的發(fā)光峰，SiO2/Si樣品表面損傷越來(lái)越嚴(yán)重