高温退火前后低碳含量a—SiCx：H薄膜结构和荧光特性的研究

采用Raman光谱，结合光致发光和X射线衍射测量对富硅a-SiCx:H薄膜的结构及荧光特性进行了详细研究。结果表明，刚制备的样品中由于硅和碳原子的电负性和原子尺寸的差异，出现了化学集团效应，即样品基本保持了a-Si:H中的网络结构，只有少量的Si——C键存在，碳主要以CHn的形式与SiHn和Si——C键一起作为硅团簇的边界。样品表现出较强的室温荧光，发光主要来自CHn,SiHn和Si——C键边界区域对硅团簇中载流子的限制作用。样品在1250℃氮气中退火1h后，不但有平均尺寸为24.8mm的硅晶粒析出，还有少量的SiC晶粒析出，退火后样品的荧光峰较退火前有大的蓝移，且半高宽变窄，这与析出的SiC晶粒有关。     

低碳含量a-Si_(1-x)C_x∶H薄膜的Raman和荧光特性

采用Raman和荧光测量研究了低碳含量a Si1-xCx∶H(x≤ 2 0 % (原子比 ) )薄膜的结构特征 ,并选用两种不同波长的激光来激发这些材料。采用 6 47.1nm光激发时 ,由于激发光能量接近于各样品的光学带隙 ,因而在样品中具有较大的透射深度 ,而 488 0nm光激发时则被样品表面强烈吸收。探测深度的变化造成了Raman谱和荧光谱有较大的差异 ,这些结果一方面表明样品的表面存在一层高浓度的缺陷层 ,同时也证明样品体内存在着带隙的空间起伏 ,这两种空间的不均性造成了高能激发时Raman谱的TO模频率和半高宽比低能激发时有大的红移和展宽 ,而荧光峰和半高宽则有小的蓝移和展宽。以上结果表明在a Si1-xCx∶H样品中 ,Raman与荧光测量结果受激发波长的影响比较明显     

高温退火前后低碳含量a-SiCx∶H薄膜结构和荧光特性的研究

采用Raman光谱，结合光致发光和X射线衍射测量对富硅a-SiC     

a—SiNx：H薄膜退火前后微结构的Raman谱研究

采用微区Ｒａｍａｎ谱，并结合红外透射测量研究了等离子体增强化学气相沉积方法制备的不同氮含量的ａ－ＳｉＮｘ：Ｈ样品退火前后ＴＯ模及ＴＡ模与样品微结构的关系。结果表明，氮的引入主要影响了第二近邻以外的中等程序的有序度，因而随Ｎ含量增加，ＴＡ模相对于ＴＯ模的强度增加且频率有较大的蓝移，ＴＯ模的频率及半高宽则变化较小。Ｎ的引入使得样品在７５０℃退火时不能结晶。退火引起大量Ｈ的逸出，使得样品的缺陷态度大大增     

a-SiNx∶H薄膜的室温光致发光

研究了a SiNx∶H薄膜中不同氮含量样品的室温光致发光。当x≥ 0 .5时 ,在室温下观察到了较强的室温荧光 ,而且随氮含量增加 ,发光峰能量与强度不断增加。首次发现在富硅 (x≤ 1.3)样品中存在两种荧光机制 ,其临界值位于x =0 .8。当x≤ 0 .8时 ,样品表现为与a Si∶H类似的荧光特性及温度特性 ;当x >0 .8时 ,荧光强度和峰位均有大的增加 ,归一化后的低温和室温的荧光谱几乎完全重合。最后 ,采用量子限制模型并结合渗流理论解释了实验现象。     

a—SiNx∶H薄膜的室温光致发光

研究了ａ－ＳｉＮｘ∶Ｈ薄膜中不同氮含量样品的室温光致发光。当ｘ≥０．５时，在室温下观察到了较强的室温荧光，而且随氮含量增加，发光峰能量与强度不断增加。首次发现在富硅（ｘ≤１．３）样品中存在两种荧光机制，其临界值位于ｘ＝０．８。当ｘ≤０．８时，样品表现为与ａ－Ｓｉ∶Ｈ类似的荧光特性及温度特性；当ｘ〉０．８时，荧光强度和峰位均有大的增加，归一化后的低温和室温的荧光谱几乎完全重合。最后，采用量子限制模型并结合渗流理论解释了实验现象。     

a-SiNx∶H薄膜退火前后微结构的Raman谱研究

采用微区Raman谱 ,并结合红外透射测量研究了等离子体增强化学气相沉积方法制备的不同氮含量的a SiNx∶H样品退火前后TO模及TA模与样品微结构的关系。结果表明 ,氮的引入主要影响了第二近邻以外的中等程序的有序度 ,因而随N含量增加 ,TA模相对于TO模的强度增加且频率有较大的蓝移 ,TO模的频率及半高宽则变化较小。N的引入使得样品在750℃ (高于a Si∶H的晶化温度 )退火时不能结晶。退火引起大量H的逸出 ,使得样品的缺陷态密度大大增加 ,导致TO模和TA模均有大的红移 ,TO模的半高宽也急剧增加 ,并且在 492cm- 1 出现了退火前较难观察到的代表Si3 N呼吸模的振动峰     

a-SiOx∶C薄膜的结构与发光特性研究

采用双离子束共溅射法制备了SiOx∶C薄膜.对样品的XRD和TEM测试结果表明薄膜为非晶结构;PL谱图显示有两个发光峰分别位于420 nm(紫光)、470 nm(蓝绿光)处;470 nm处的发光峰位来自于硅基薄膜中富硅引起的中性氧空位缺陷(O3Si-SiO3),是由与氧原子配位的二价硅的单态以及三态-单态之间的跃迁所致,而与掺碳无关.进一步的XPS测试分析表明,420 nm处的PL峰位可能来自于Si、C、O三者组成的复杂的结构.     

高温退火对反应溅射制备的a-SiC:H薄膜结构的影响

通过红外透射谱、拉曼散射谱和X射线衍射谱的测量,研究了反应溅射制备的氢化非晶硅碳膜（SP-a-SiC：H）高温退人处理后的结构变化。发现在等时退火的情况下,退火温度对薄膜结构影响明显,H原子的逸出温度与键合有关,H从CH_n中逸出要比从SiH_n键中追出需要更高的温度,样品经800℃退火后,a－SiC：H膜转化为μc－SiC膜     

高质量ZnO薄膜的退火性质研究

在LP－MOCVD中，我们利用Zn(C2H5)2作Zn源，CO2作氧源，在（0002）蓝宝石衬底上成功制备出皮c轴取向高度一致的ZnO薄膜，并对其进行500℃-800℃四个不同温度的退火。利用XRD、吸收谱、光致发光谱和AFM等手段研究了退火对ZnO晶体质量和光学性质的影响。退火后，（0002）ZnO的XRD衍射峰强度显著增强，c轴晶格常数变小，同时（0002）ZnOX射红衍射峰半高宽不断减小表明晶粒逐渐增大，这与AFM观察结果较一致。由透射谱拟合得到的光学带隙退火后变小，PL谱的带边发射则加强，并出现红移，蓝带发光被有效抑制，表明ZnO薄膜的质量得到提高。     

微纳结构ZnO荧光薄膜的电沉积及其物理特性研究

采用阴极电沉积法,以Zn(NO3)2水溶液为电解液,在透明导电玻璃ITO衬底上制备了ZnO薄膜,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了ZnO薄膜的微纳结构和表面形貌.用Fluoromax-P型荧光光谱仪测量了样品的室温光致发光光谱,观察到550hm处的黄绿光发射峰,认为与样品中由导带到氧填隙引起的浅受主能级的电子跃迁有关.对样品进行500℃真空退火,研究了退火前后薄膜的结构及导电性能的变化.结果表明,退火处理使薄膜的均匀性和结晶质量得到改善,导电性明显增强.此外,还观察了薄膜的阴极射线发光.     

nc-Si:H薄膜的内应力特性研究

测试了采用PECVD生长的氢化纳米硅(nc-Si：H)薄膜的内应力。利用XRD、Raman、AFM、HRTEM研究了nc-Si：H薄膜的微结构，用全场薄膜应力测试仪测量了nc-Si：H薄膜的内应力。结果表明：nc-Si：H薄膜的内应力与薄膜的微结构密切相关，强烈依赖于制备工艺。压应力随掺杂浓度的提高而增加；在一定功率密度范围内掺磷nc-Si：H薄膜的压应力随功率密度增加而减少，并过渡为张应力；在373-523K之间，掺硼nc-si：H薄膜的压应力随衬底温度升高而增加；nc-Si：H薄膜的压应力随氢气对硅烷稀释比的变化而变化。     

渐变组分a-Si∶H/a-SiC∶H膜内部电场的研究

本文报导了渐变组分 a-Si∶H/a-SiC∶H 膜的制备,研究了渐变膜的电学、光学特性,用 EHT 方法对 a-Si∶H 和 a-SiC∶H 的能态密度进行了计算。提出该渐变膜是一种连续变带隙材料,其内部存在自建电场,并从实验上确定了自建电场的方向。     

非晶氮化硅薄膜退炎前后微结构的XPS研究

用Ｘ射线光电子谱研究了由等离子体增强化学气相沉积方法制备的富硅ａ－ＳｉＮｘ∶Ｈ（ｘ≤０．８０）薄膜的结构。实验中选取两类典型样品,ｘ分别为０．２８和０．８０。对Ｓｉ２ｐ峰用两个高斯峰来拟合,结果表明样品中确实存在分凝现象,是由ａ－Ｓｉ原子团和位于其边界的富氮ａ－ＳｉＮｙ∶Ｈ组成,其中ｙ约为１．５。随Ｎ含量增加,两相所对应的Ｓｉ２ｐ峰的位置和半高宽均不发生变化,但两相相对强度的变化导致了Ｓｉ２ｐ峰向高能方向移动。７５０℃高温退火后,样品中发生结构重组,对ｘ＝０．２８的样品,Ｈ释放后形成的硅悬挂键与Ｎ结合,使ａ－Ｓｉ相所占比例从５８．９％下降到４６．３％,而且键角畸变增加引起各峰半高宽大大展宽;对ｘ＝０．８０的样品,高温退火使两个Ｓｉ－Ｎ－Ｈ结合形成两个Ｓｉ－Ｎ键并释放出氢,因此无论是两相比例还是半高宽均无大的变化     

a-Si∶H及其多层膜光致发光某些性质的研究

本文研究了 a-Si∶H 及 a-Si∶H/a-SiN_x∶H 多层膜光致发光的某些性质。实验研究表明,a-Si∶H 及其多层膜的光致发光峰值能量强烈地依赖于沉积偏压、a-Si∶H 层厚度和内应力,并对这些结果进行了讨论。     

退火温度对磁控溅射SiC薄膜结构和光学性能的影响

首先采用射频磁控溅射法在单晶Si(100)衬底上沉积制备了SiC薄膜,然后将所制备的薄膜试样分别在600,800和1 000℃氩气氛中退火120 min;采用X射线衍射仪和红外吸收光谱仪分析了薄膜的结构随退火温度的变化,采用荧光分光分度计研究了薄膜的发光性能随退火温度的变化。结果表明:室温制备的SiC薄膜为非晶态,经600℃退火后薄膜结晶,且随着退火温度的升高,薄膜的结晶程度越来越好,并且部分SiC结构发生了由α-SiC到β-SiC的转变;所制备的SiC薄膜在384和408 nm处有两个发光峰,且两峰的强度均随退火温度的升高逐渐变强,其中384nm处的峰源自于SiC的发光,408 nm处的峰源自于碳簇的发光。     

SiGe∶H薄膜太阳能电池研究进展

针对氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜太阳能电池在发展过程中所面临的问题,阐述了氢化硅锗(SiGe∶H)薄膜在太阳能电池制备方面的优越性及其最新研究进展,总结了提高SiGe∶H薄膜太阳能电池效率的几种方法,着重介绍了叠层太阳能电池内部运行机理,分析了影响叠层太阳能电池转换效率的因素,最后对SiGe∶H薄膜材料在太阳能电池领域的应用前景以及一些亟待解决的问题进行了展望。     

纳米硅镶嵌复合薄膜退火前后的微结构及发光特性研究

采用减压化学气相沉积方法,依靠纯N2稀释的SiH4气体的热分解反应,在玻璃表面生长了纳米硅镶嵌的复合薄膜.实验研究了退火前后薄膜样品的结晶状态和光致发光特性.结果表明,未退火样品的光致发光特性随沉积温度升高反而减弱.退火温度Ta＞600℃时,晶化趋势明显,Ta＜600℃时,退火温度对晶化的贡献不大,但提高退火温度或延长退火时间可以增加PL强度.同时在退火样品中发现Si-Ox的单晶结构.通过Raman、PL、TEM的分析比较,认为在退火前后分别有两种不同的发光机制起主导作用.     

PECVD法制备a-Si_(1-x)C_x∶H薄膜的结构及光学性能研究

aSi1xCx∶H的禁带宽度能随着薄膜中碳和氢的含量的变化而发生改变。深入了解薄膜中的键合情况及其对薄膜光学带隙的影响尤为重要。本文采用PECVD法,以硅烷(SiH4)和甲烷(CH4)为反应气源,通过选用不同的沉积功率及不同的组成制备出aSi1xCx∶H薄膜,并采用红外光谱、喇曼光谱及紫外可见光谱等分析测试手段对薄膜中SiC键的形成及其对光学能隙的影响进行了研究分析。分析表明SiC键的形成几率及SiC键的形成能力随着C和Si的含量接近而显著增加,SiC键随着沉积功率的提高显著增加。研究得出,薄膜的光学能隙Eg受到aSi1xCx∶H薄膜中的键合情况及薄膜缺陷态的影响。Eg随着薄膜中SiC键含量的增加而变大,随着薄膜中的H含量的减少缺陷态的增加而减小。