硅納米線的可控生長(zhǎng)及光電性能的研究.pdf

1、硅納米線具有優(yōu)于體硅和非晶硅材料的光學(xué)和電學(xué)特性，如高的陷光效應(yīng)、載流子收集效率、量子限域效應(yīng)和帶隙可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，因而在光電器件領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首次使用射頻磁控濺射法成功地在ITO玻璃上制備出硅納米線(SiNWs)，通過控制生長(zhǎng)溫度、Ar/H2及沉積時(shí)間實(shí)現(xiàn)了對(duì)硅納米線的直徑、長(zhǎng)度與密度的可控生長(zhǎng)。系統(tǒng)地研究了生長(zhǎng)溫度和Ar/H2對(duì)硅納米線的表面形貌、內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)特性的影響。此外，在硅納米線的基礎(chǔ)上制備

2、了碲/硅納米線(Te/SiNWs)結(jié)構(gòu)，研究了Te/SiNWs結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)和電學(xué)性能，并得到以下結(jié)論：
　　1，SEM圖表明SiNWs的最佳生長(zhǎng)溫度和Ar/H2流量比分別為300℃和75/25。Raman圖表明260℃時(shí)制備的SiNWs中納米晶比例最大，300℃制備的SiNWs的短程有序性最高。FTIR譜表明SiNWs中不存在Si-H鍵，只存在少量的Si-H2鍵。SiNWs的吸收峰隨襯溫度和H2/Ar流量比的增加而先向紫外

3、后向紅外波段偏移。SiNWs的光學(xué)帶隙分別在襯溫為300℃和Ar/H2流量比為65/35時(shí)達(dá)到最大的1.89 eV和2.04 eV，其明暗電導(dǎo)率與襯溫不成線性變化，與Ar/H2流量呈先增后減的趨勢(shì)，明電導(dǎo)率在襯溫為300℃時(shí)達(dá)到最大(10-4?-1cm-1)。I-V曲線表明SiNWs具有整流特性，整流值約為50 mA和-50 mA。
　　2，室溫下制備的Te薄膜連續(xù)性好，高于室溫制備的Te膜表面形成了納米結(jié)構(gòu)。室溫下制備的Te膜（

4、不同厚度）均在中紅外波段有高透射率（>=67％）。Te/SiNWs結(jié)構(gòu)的樣品均在2150 nm出現(xiàn)明顯的反射峰，而僅在100℃的制備溫度下出現(xiàn)了570 nm和750 nm兩處反射峰。Te/SiNWs結(jié)構(gòu)樣品的透射率均在中紅外波段隨波長(zhǎng)同步增加，與制備溫度呈先增后減的趨勢(shì)，在可見-近紅外波段， Te/SiNWs有低透射率(<=17%)。在中紅外波段，所有Te/SiNWs結(jié)構(gòu)樣品的吸收率均隨波長(zhǎng)的增加而減小，而在可見-近紅外波段，Te/Si