金屬和半導體顆粒復合硅基薄膜的結構及發(fā)光特性的研究.pdf

1、蘇州大學博士學位論文金屬和半導體顆粒復合硅基薄膜的結構及發(fā)光特性的研究姓名：吳雪梅申請學位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導教師：寧兆元20021001金屬和半導體顆粒復合硅基薄膜的結構及發(fā)光特性的研究[J文摘要或雜質，以及極少量的Si顆粒團蔟，而它們的載流子受到限域效應的作用，從而造成了樣品能隙的展寬和吸收邊的藍移。三根據(jù)PL譜，分析了SiSi02薄膜樣品的室溫光致發(fā)光現(xiàn)象，樣品有320nm，～410nm，～560nm和～630rim四個

2、PL峰，它們的PL峰是相互分離的。樣品的320nm和410nm的PL發(fā)光峰來源于材料中的中性氧空位缺陷：560nm的光來自于SiSi02膜中大量SiOx(x2)相的存在所產(chǎn)生的大量缺陷；630nm的發(fā)光可能與樣品中的NBOHC(非橋氧空位缺陷)有關，作為一個富氧的缺陷中心它必定是弱而不穩(wěn)定的。對于Ge—Si02薄膜在室溫下能觀測到394nm的紫光發(fā)射，經(jīng)退火處理后能觀測到580nm的黃光發(fā)射。測試分析表明，紫光由GeO缺陷引起，黃光和G

3、e納米晶粒的出現(xiàn)相聯(lián)系，可能來源于Ge納米晶粒與Si02基質界面處的缺陷，Ge—SiO：薄膜樣品的PL峰位只與發(fā)光中心相關。通過研究發(fā)現(xiàn)，AlSi—Si02薄膜存在三個相互分立的發(fā)光中心，分別位于370nm，410nto，510nm。這三個PL峰中除410nm與SiSi02薄膜的PL峰相同外，又多出了370nto和510nm兩個PL峰，并且510nm峰是主要的發(fā)光峰。PLE結果表明，370nm和410nm的PL峰與樣品中的氧空位缺陷有關

4、，而510nm的PL峰則是由于鋁的摻入改變了樣品中的缺陷狀態(tài)所致，是Al、Si、O共同而復雜的作用結果。四，用不同的方法制備的Si—Si0。薄膜、Ge—SiO。薄膜和A卜Si—SiO：薄膜，在較低的電壓下均觀察到了室溫可見電致發(fā)光現(xiàn)象，峰位都在510nm左右，其峰位不因薄膜樣品內所含顆粒的種類、薄膜的制備方法、偏壓及后處理的影響，表明電致發(fā)光主要來源于電子和空穴在SiO，基質中的發(fā)光中心的輻射復合發(fā)光。討論了光致發(fā)光和電致發(fā)光存在差異的