尺寸可控硅納米晶的變溫橢圓偏振光譜研究.pdf

1、硅是一種非常重要的半導(dǎo)體材料，在電子工業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展中具有不可替代的地位。但由于硅是一種間接帶隙材料，發(fā)光效率極低，為豐富其在光電子領(lǐng)域的應(yīng)用，提高硅基材料的發(fā)光量子效率成為了眾多科學(xué)家們努力的目標(biāo)。其中硅納米晶(nc-Si)材料吸引了研究者們廣泛的注意，其光致發(fā)光效應(yīng)成為實(shí)現(xiàn)硅基材料發(fā)光的可能手段。為了更加深入了解硅納米晶的光學(xué)特性以及應(yīng)用環(huán)境，本論文針對(duì)不同溫度下，不同尺寸硅納米晶的光學(xué)特性進(jìn)行了研究，同時(shí)討論了造成其光學(xué)特性變化趨

2、勢(shì)的主要原因。主要內(nèi)容包括:
　　1、橢圓偏振光測(cè)量是獲得固體以及薄膜材料的光學(xué)特性的重要手段。通過(guò)自制近紅外到近紫外波段橢偏儀，以及在其基礎(chǔ)上研制可控變溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不同溫度下樣品橢偏參數(shù)的測(cè)量，并進(jìn)一步獲得不同溫度條件下硅納米晶薄膜樣品光學(xué)常數(shù)的色散曲線。
　　2、基于四振子的洛倫茲色散模型和Maxwell-Garnett有效介質(zhì)近似模型，獲得了硅納米晶以及硅納米晶與二氧化硅復(fù)合膜材料的介電常數(shù)和光學(xué)常數(shù)。通過(guò)分析不同溫

3、度下硅納米晶的光學(xué)性質(zhì)，得到了不同尺寸大小的硅納米晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度變化的趨勢(shì)。利用已知的光吸收模型，分析了其內(nèi)部電聲子相互作用的機(jī)制，對(duì)于深入了解硅納米晶的結(jié)構(gòu)特性有深遠(yuǎn)意義。
　　3、在不同溫度下硅納米晶薄膜的色散曲線的基礎(chǔ)上，繪制了不同尺寸的硅納米晶E1臨界點(diǎn)隨溫度的變化，變化結(jié)果符合Varshni溫度曲線模型，并給出了在此模型下硅納米晶的帶隙隨溫度變化的參數(shù)。分析結(jié)果顯示，E1臨界點(diǎn)隨溫度的變化具有一定規(guī)律，大尺寸的硅納米