非晶硅結(jié)構(gòu)及性質(zhì)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 15:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下 ， aSi:H薄膜會(huì)發(fā)射出較強(qiáng)的熒光 ， 這就是 aSi:H薄膜的光致發(fā)光或光熒光 （ PL） 。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (光致發(fā)光 PL) 通常在低溫下 （ 77K） ， 在未摻雜的 aSi:H薄膜的光熒光譜中可觀測(cè)到一個(gè)峰值能量在 ， 其半高寬達(dá) ； 在摻雜的或缺陷密度高的 aSi:H薄膜中 ， 還可觀測(cè)到另一個(gè)發(fā)光峰 ， 峰值能量在 ， 其強(qiáng)度較弱 ， 大約為前者的 1%。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (光致發(fā)光 PL) 非晶硅光致發(fā)光過(guò)程中存在著輻射躍遷和非輻射躍遷的競(jìng)爭(zhēng) ， 來(lái)自熱弛豫到導(dǎo)帶帶尾態(tài)和價(jià)帶帶尾態(tài)的光生載流子之間的輻射復(fù)合； eV附近的發(fā)光帶是由于俘獲到懸鍵上的光生電子和弛豫到價(jià)帶尾態(tài)的光生空穴之間的輻射復(fù)合 。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (光致發(fā)光 PL) 如果改變激光波長(zhǎng) ， 在某一個(gè)特定的固定波長(zhǎng)下探測(cè)光熒光強(qiáng)度隨激發(fā)波長(zhǎng)的變化 ， 就得到非晶硅薄膜光熒光的激發(fā) （ PLE） 譜 。 光熒光的激發(fā)譜主要反應(yīng)了材料的吸收特性 。 值得一提的是 ， 在 aSi:H薄膜光致發(fā)光峰與激發(fā)譜測(cè)定的光吸收峰之間存在 ， 即存在明顯的斯托克斯位移 。 這是因?yàn)樵诠獾奈蘸桶l(fā)射的電子躍遷過(guò)程中分別吸收和發(fā)射了聲子的緣故 。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (激發(fā)譜 PLE) 氫在緩和 aSi:H薄膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和內(nèi)應(yīng)力 ， 以及飽和或鈍化硅懸鍵方面起著重要的作用 。 在 aSi:H薄膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中 Si原子是四配位的 ， 它的最近鄰原子可以是 Si原子 ， 也可以是 H原子 ， 可能形成SiH1薄膜鍵 、 SiH2鍵和 SiH3鍵 。 Si原子與 H原子的鍵合組態(tài)和鍵合氫的總含量 ， 可以用紅外吸收譜來(lái)測(cè)定 。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (紅外吸收譜 ) 紅外吸收譜所揭示的固體原子局域振動(dòng)模式可分成兩類(lèi)： 一類(lèi)是成鍵原子之間相對(duì)位移的振動(dòng)模式 ， 包括鍵長(zhǎng)有變化的伸縮模和鍵角有變化的彎曲模 。 另一類(lèi)是成鍵原子之間沒(méi)有相對(duì)位移的轉(zhuǎn)動(dòng)模式 ， 如擺動(dòng)模 、滾動(dòng)模和扭動(dòng)模 ， 這三者的區(qū)別僅在于轉(zhuǎn)軸的不同 。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (紅外吸收譜 ) aSi:H薄膜紅外吸收譜光譜范圍為 4004000cm1， 屬于中紅外譜范圍 。 其中 SiH1鍵的伸縮模在 2022cm1處 ， 彎曲模在 640 cm1處； SiH2鍵和 SiH3鍵的伸縮模分別藍(lán)移到 2090cm1和 2140cm1處 ， 但其彎曲模仍在640cm1處 。 基團(tuán) (SiH)n、 (SiH2)n以及硅晶粒表面的伸縮模吸收峰也在 2100cm1附近 ， 因而不易與前兩者相區(qū)分 。 此外 ， 在 830920cm1還有 SiH2和 SiH3的擺動(dòng)模和滾動(dòng)模等 。 aSi:H薄膜紅外吸收譜除了研究 SiH鍵外 ， 還可以用來(lái)表征 Si與其他雜質(zhì) ， 如 P、B、 O、 N等的鍵合特征 。 非晶硅薄膜材料的光學(xué)特性 (紅外吸收譜 )
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