氢稀释对nc-Si∶H薄膜结构和光致发光的影响

基于X射线衍射仪、喇曼散射、光致发光(PL)和傅里叶红外吸收光谱等技术,详细研究了氢稀释比对纳米晶硅(nc-Si∶H)薄膜结构和光致发光性能的影响。随着氢稀释比的增加,所沉积薄膜的纳米晶硅尺寸单调减小,而晶化率提高。键合结构分析表明,随着氢稀释比增加,nc-Si∶H薄膜中氢含量和Si—H键密度均减小。综合在不同氢稀释比下纳米晶硅尺寸变化、PL峰位移动及PL峰强度变化等特征,nc-Si∶H室温PL光谱被归因于纳米晶硅的量子限制效应。当氢稀释比由96%增大至97%时,氢的钝化作用使PL峰强度升高;当进一步增加氢稀释比至98.5%时,由于H2的生成,使氢的钝化效果显著降低,导致PL峰强度降低。