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纳米硅氧多层薄膜低温调控及其发光特性
被引量：
3
1
作者
李云
张博惠
+3 位作者
高东泽
丛日东
于威
路万兵
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第8期1960-1966,共7页
为了研究硅量子点薄膜在太阳电池中的应用,本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,低温制备了镶嵌有纳米晶硅(nc-Si)的纳米硅氧多层(nc-SiOx/a-SiOx)薄膜样品。TEM图显示,通过调整nc-SiOx层的厚度,实现了薄膜多层结构的低温调控...
为了研究硅量子点薄膜在太阳电池中的应用,本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,低温制备了镶嵌有纳米晶硅(nc-Si)的纳米硅氧多层(nc-SiOx/a-SiOx)薄膜样品。TEM图显示,通过调整nc-SiOx层的厚度,实现了薄膜多层结构的低温调控。利用拉曼散射光谱(Raman)、紫外可见透射光谱以及稳/瞬态光致发光(PL)谱等检测手段对薄膜的微观结构、能带特征以及发光特性进行了分析。光吸收谱分析表明,nc-Si粒子尺寸及其a-SiOx边界层共同影响薄膜的光学带隙。稳/瞬态PL谱分析表明,多层结构发光表现为一个固定于1.19eV附近的发光峰和一个随nc-SiOx层厚度增加而发生红移的发光峰,其中固定发光峰归因于非晶SiOx网络中缺陷发光,发光衰减寿命约在4.6μs,峰位可调的发光峰为nc-Si量子限制效应-缺陷态复合发光,对应两个发光衰减过程,其中慢发光衰减寿命随nc-SiOx层厚度增加由9.9μs增加到16.5μs,快发光衰减过程基本保持不变。低温PL谱的温度依赖特性进一步表明,薄膜样品的发光主要表现为nc-Si的量子限制效应发光。
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关键词
纳米硅氧多层薄膜
微观结构
能带特征
光致发光
量子限制效应
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职称材料
纳米晶硅多层薄膜的低温调控及其发光特性
2
作者
李云
高东泽
+6 位作者
焦玉骁
张博惠
许贺菊
赵蔚
于威
路万兵
李晓苇
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期1516-1521,共6页
采用单-双靶交替溅射法低温沉积了纳米晶硅多层薄膜(nc-SiO_x/a-SiO_x),通过改变a-SiO_x势垒层的厚度和化学成分比例,实现了纳米晶硅多层薄膜的低温过程控制。透射电子显微镜(TEM)结果显示,a-SiO_x层太薄,不能有效阻断纳米硅生长,导致...
采用单-双靶交替溅射法低温沉积了纳米晶硅多层薄膜(nc-SiO_x/a-SiO_x),通过改变a-SiO_x势垒层的厚度和化学成分比例,实现了纳米晶硅多层薄膜的低温过程控制。透射电子显微镜(TEM)结果显示,a-SiO_x层太薄,不能有效阻断纳米硅生长,导致多层周期结构在后期沉积过程中受到破坏;增加a-SiO_x层厚度,周期性结构生长得以实现,但仍有部分纳米硅穿透a-SiO_x势垒层;傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,薄膜中的氧化反应以及活性氢对物相分离过程的促进作用均对纳米硅生长有影响。进而增加a-SiO_x层氧含量,纳米硅的纵向生长被成功阻断。在此基础上,通过调整nc-SiO_x层厚度实现了薄膜光学带隙调整和纳米硅粒度控制。光吸收谱分析显示,随nc-SiO_x层厚度的增加,薄膜光学带隙逐渐减小;光致发光谱表明,多层周期结构实现了纳米硅尺寸的调控,粒子尺寸为几个纳米的纳米硅表现出了较强的发光,发光机制为量子限制效应-缺陷态复合发光。
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关键词
纳米晶硅
多层薄膜
显微结构
低温过程控制
纳米粒子
光致发光
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职称材料
题名
纳米硅氧多层薄膜低温调控及其发光特性
被引量：
3
1
作者
李云
张博惠
高东泽
丛日东
于威
路万兵
机构
河北大学物理科学与技术学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第8期1960-1966,共7页
基金
国家自然科学基金青年基金资助项目(No.61504036)
河北省自然科学基金青年基金资助项目(No.A2016201087)
河北省高等学校科学研究指导项目资助项目(No.Z2015121)
文摘
为了研究硅量子点薄膜在太阳电池中的应用,本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,低温制备了镶嵌有纳米晶硅(nc-Si)的纳米硅氧多层(nc-SiOx/a-SiOx)薄膜样品。TEM图显示,通过调整nc-SiOx层的厚度,实现了薄膜多层结构的低温调控。利用拉曼散射光谱(Raman)、紫外可见透射光谱以及稳/瞬态光致发光(PL)谱等检测手段对薄膜的微观结构、能带特征以及发光特性进行了分析。光吸收谱分析表明,nc-Si粒子尺寸及其a-SiOx边界层共同影响薄膜的光学带隙。稳/瞬态PL谱分析表明,多层结构发光表现为一个固定于1.19eV附近的发光峰和一个随nc-SiOx层厚度增加而发生红移的发光峰,其中固定发光峰归因于非晶SiOx网络中缺陷发光,发光衰减寿命约在4.6μs,峰位可调的发光峰为nc-Si量子限制效应-缺陷态复合发光,对应两个发光衰减过程,其中慢发光衰减寿命随nc-SiOx层厚度增加由9.9μs增加到16.5μs,快发光衰减过程基本保持不变。低温PL谱的温度依赖特性进一步表明,薄膜样品的发光主要表现为nc-Si的量子限制效应发光。
关键词
纳米硅氧多层薄膜
微观结构
能带特征
光致发光
量子限制效应
Keywords
silicon oxide multilayer films
microstructure
energy band
photoluminescence
quantum confinement effect
分类号
O484.41 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
纳米晶硅多层薄膜的低温调控及其发光特性
2
作者
李云
高东泽
焦玉骁
张博惠
许贺菊
赵蔚
于威
路万兵
李晓苇
机构
河北大学物理科学与技术学院
华北理工大学理学院
河北工程大学数理学院
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期1516-1521,共6页
基金
国家自然科学基金青年基金(61504036)
国家自然科学基金(11504078)
+2 种基金
河北省自然科学基金青年基金(A2016201087)
河北省科技计划(13214315)
河北省高等学校科学技术研究项目(Z2015121)
文摘
采用单-双靶交替溅射法低温沉积了纳米晶硅多层薄膜(nc-SiO_x/a-SiO_x),通过改变a-SiO_x势垒层的厚度和化学成分比例,实现了纳米晶硅多层薄膜的低温过程控制。透射电子显微镜(TEM)结果显示,a-SiO_x层太薄,不能有效阻断纳米硅生长,导致多层周期结构在后期沉积过程中受到破坏;增加a-SiO_x层厚度,周期性结构生长得以实现,但仍有部分纳米硅穿透a-SiO_x势垒层;傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,薄膜中的氧化反应以及活性氢对物相分离过程的促进作用均对纳米硅生长有影响。进而增加a-SiO_x层氧含量,纳米硅的纵向生长被成功阻断。在此基础上,通过调整nc-SiO_x层厚度实现了薄膜光学带隙调整和纳米硅粒度控制。光吸收谱分析显示,随nc-SiO_x层厚度的增加,薄膜光学带隙逐渐减小;光致发光谱表明,多层周期结构实现了纳米硅尺寸的调控,粒子尺寸为几个纳米的纳米硅表现出了较强的发光,发光机制为量子限制效应-缺陷态复合发光。
关键词
纳米晶硅
多层薄膜
显微结构
低温过程控制
纳米粒子
光致发光
Keywords
nanocrystalline silicon
multilayers
microstructure
low temperature process control
nanoparticles
photoluminescence
分类号
O472.8 [理学—半导体物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
纳米硅氧多层薄膜低温调控及其发光特性
李云
张博惠
高东泽
丛日东
于威
路万兵
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
在线阅读
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职称材料
2
纳米晶硅多层薄膜的低温调控及其发光特性
李云
高东泽
焦玉骁
张博惠
许贺菊
赵蔚
于威
路万兵
李晓苇
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
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职称材料
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