纳米Si/SiO2多层膜的结构表征及发光特性

采用等离子体化学气相沉积系统生长非晶硅薄膜并用原位等离子体氧化的方法制备出具有不同子层厚度的非晶Si/SiO₂多层膜,然后利用限制性晶化原理使非晶硅层晶化生成纳米硅。利用Raman、TEM等手段对薄膜结构进行了系统表征,在室温下观测到了光致发光信号,其发光峰峰位在750nm附近。进而在样品上下表面蒸镀电极,构建了电致发光原型器件并观测到了室温下的电致发光谱,开启电压约为6V,有两个明显的发光带,分别位于在650nm和520nm处。初步探讨了纳米硅及纳米硅/二氧化硅界面态对发光特性的影响。     

Hydrogen Passivation Effect on Enhanced Luminescence from Nanocrystalline Si/SiO2 Multilayers

Nanocrystalline Si/SiO2 multilayers are prepared by thermally annealing amorphous Si/SiO2 stacked structures. The photoluminescence intensity is obviously enhanced after hydrogen passivation at various temperatures. It is suggested that the hydrogen trapping and detrapping processes at different temperatures strongly influence the passivation effect. Direct experimental evidence is given by electron spin resonance spectra that hydrogen effectively reduces the nonradiative defect states existing in the Si nanocrystas/SiO2 system which enhances the radiative recombination probability. The luminescence characteristic shows its stability after hydrogen passivation even after aging eight months.     

激光晶化形成纳米硅材料的场电子发射性质研究

利用KrF准分子激光退火超薄非晶硅膜,并结合热退火技术制备了单层纳米硅薄膜并研究了薄膜的场电子发射性质.在晶化形成的纳米硅薄膜中可以观测到稳定的场电子发射现象,其开启电场从原始淀积的非晶硅薄膜的17V/μm降低到8.5V/μm,而场发射电流密度可以达到0.1mA/cm².激光晶化后形成的纳米硅材料的场电子发射特性的改善可以从薄膜表面形貌的改变以及高密度纳米硅的形成所导致的内部电场增强作用来解释. 关键词： 纳米硅 场发射 激光晶化     

发光纳米硅/二氧化硅多层膜的特性与氢气氛退火的影响

利用等离子体增强化学气相沉积法制备了氢化非晶硅/二氧化硅多层膜，通过两步热退火的方法获得了尺寸可控的纳米硅/二氧化硅多层结构，晶粒尺寸约为4nm，在室温下观察到了较强的光致可见发光，其发光峰位于750nm.在此基础上，发现合适的氢气氛退火能有效地提高材料的发光强度.电子顺磁共振实验表明氢气氛退火有效地降低了纳米硅中的非辐射复合中心而导致发光效率的提高.