低压下气流对激光沉积纳米硅晶化及尺寸的影响

纳米硅具有明显的光致发光效应和量子尺寸效应,广泛的应用在现代电子工业和太阳能光伏工业中.尺寸影响着纳米硅的实际用途,因此制备尺寸可控的纳米硅晶粒具有很重要的实际意义.本文采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在烧蚀点水平方向、距靶2 cm处引入一束流量为5 sccm的氩(Ar)气流,在0.01-0.5 Pa的Ar气压下烧蚀高阻抗单晶硅(Si)靶.在管口正下方1 cm处水平放置衬底来沉积纳米Si薄膜;并用同一装置,在0.08 Pa的Ar气压下分别引入流量为0,2.5,5,7.5,10 sccm的Ar气流沉积纳米Si薄膜.利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、Raman散射对样品表面形貌和微观结构进行分析表征.结果表明:不引入气流时出现纳米Si晶粒的阈值气压是0.1Pa,引入气流后出现纳米Si晶粒的阈值气压为0.05 Pa.晶粒尺寸随着气流流量的增大而减小.     

低压环境中外加氩气流对激光沉积纳米硅晶粒尺寸及分布的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在烧蚀点正上方0.35 cm、距靶0.7 cm处引入Ar气流,保持环境气压0.3 Pa,烧蚀高阻抗单晶硅(Si)靶.在烧蚀点正下方0.35 cm,距靶0.5 cm、0.7 cm、1.4 cm、2.1 cm、2.8 cm、3.0 cm和3.5cm处水平放置衬底来收集纳米Si晶粒.利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、Raman散射对样品表面形貌和微观结构进行分析表征.结果表明:在引入气流前后,纳米Si晶粒的尺寸均随着与靶距离的增加而逐渐减小;在同一位置,引入气流比不引入气流晶粒尺寸小,面密度大;在3.0～3.5 cm处,不引入气流时的样品不再有纳米Si晶粒,而引入气流的还存在纳米Si晶粒.