電子教材-沉積氧氣壓力對納米晶硅光致發(fā)光的影響

1、電子教材沉積氧氣壓力對納米晶硅光致發(fā)光的影響.txt9母愛是一滴甘露，親吻干涸的泥土，它用細雨的溫情，用鉆石的堅毅，期待著閃著碎光的泥土的肥沃；母愛不是人生中的一個凝固點，而是一條流動的河，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

2、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（SiOxx2），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小

3、；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2.663.99Pa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，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

8、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[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]，富氧硅反應蒸發(fā)法[8]等，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（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、納米晶硅的制作納米晶硅的發(fā)光強度最大，對于這種現(xiàn)象，我們可以考慮為，當氧氣壓力小于2.66Pa時，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，量子效應較弱，因此發(fā)光強度較弱。當氧氣壓力大于3.99Pa時，可以認為是由于沉積的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)光強度減弱的效果，大

10、于納米晶硅尺寸的減小使發(fā)光強度增加的效果，結果發(fā)光強度減弱。圖2積分PL強度與沉積氧氣壓力的關系。Fig2CrelationbetweendepositionoxygenpressureintegratedPLintensity.四、結論本實驗利用脈沖激光沉積技術及退火處理制作了含有納米晶硅的SiO2薄膜，并對其進行了光致發(fā)光光譜分析，結果表明，納米晶硅的PL峰值波長與沉積氧氣壓力有關，表現(xiàn)為沉積氧氣壓力越大，峰值波長越?。{米晶硅的P

11、L峰值波長隨著其尺寸的減小而減?。Ｔ诒緦嶒灥闹谱鳁l件下，沉積氧氣壓力為2.663.99Pa時，納米晶硅的PL強度最大。所以，應用脈沖激光沉積技術，通過改變沉積氧氣壓力的大小，可以實現(xiàn)對納米晶硅顆粒尺寸的控制。參考文獻[1]劉軒.光通信網(wǎng)絡的相關技術.微計算機信息，2005，113：131133[2]CanhamLT.Siliconquantumwirearrayfabricationbyelectrochemicalchemicald

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