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硅基材料的光电应用具有着极大应用前景。利用低压气相化学沉积(LPCVD)技术,在800℃~950℃制备的富硅的a-SiNx∶H氮化硅薄膜,有着纳米硅镶嵌结构,在室温下,能够观测到1~5个高强度的可见荧光的发射。具有潜在的光电应用的价值。
本文通过TEM、IR、XPS,AFM等的分析研究手段,主要完成了以下工作:
1、分析研究了不同沉积温度和气体配比,以及快速退火后处理对荧光峰的数目,强度,主峰峰位的影响,掌握了温度、配比和退火对改变薄膜荧光属性所起的不同作用。为制备电致发光器件等实际应用,积累了实验数据,奠定了基础。
2、研究了不同沉积温度和配比下沉积所得薄膜的微结构和化学组分的不同,观察到薄膜中的硅团簇的尺寸和数目主要随温度而增大,而随配比的变化很小:测量了薄膜中氧和氢含量随沉积条件的变化。
3、通过对比不同沉积条件和后处理的薄膜的微结构和荧光属性,建立了一个带间态理论模型,成功解释了薄膜的荧光发射,以及荧光属性随沉积条件和快速退火的变化。
4、分别观测了不同沉积温度薄膜生长初期表面形貌,以及较长沉积时间后不同沉积温度的薄膜的表面形貌。并尝试建立薄膜生长的动力学模型。