纳米硅薄膜的生长动力学与计算机模拟

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中,以高纯H_2高度稀释SiH_4为反应气体源,在射频和直流双重功率源的激励下制备成功具有纳米结构的nc-Si:H薄膜,利用高分辨率电子显微镜(HREM),Raman散射谱(RSS),扫描隧道电子显微镜(STM)等实验技术对nc-Si:H薄膜样品作了研究.基于对薄膜制备过程的动力学分析,提出nc-Si:H薄膜的分形生长模型:扩散与反应限制凝聚模型.其结果与实验符合得很好

纳米硅薄膜的光致发光特性

用等离子体增强化学汽相淀积法系统制备了发光纳米硅(nc-Si:H)薄膜。讨论了晶粒尺寸和表面结构对光致发光(PL)谱的影响。用量子限制-发光中心模型解释了nc-Si:H的PL。研究了PL谱的温度特性。温度从10K上升到250K，PL峰值红移了54meV，且PL强度衰减了两个数量级

(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结中载流子输运性质的研究

采用常规等离子体增强化学气相沉积工艺，以高H_2稀释的SiH_4作为反应气体源和PH_3作为磷原子的参杂剂，在p型(100)单晶硅C(p)c-Si)衬底上，成功地生长了施主掺杂型纳米硅膜C(n)nc-Si:H),进而制备了(n)nc-Si;H/(p)c-Si异质结，并在230-420K温度范围内实验研究了该异质结的I-V特性。结果表明，(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结为一典型的突变异质结构，具有良好的温度稳定性和整流特性。正向偏压下，该异质结的电流输运机理为复合－隧穿模型。当正向偏压V_F1.0V时由隧穿机理决定。反向偏压下，该异质结具有良好的反向击穿持性

纳米硅薄膜的发光特性研究

研究了nc-Si:H薄膜的光致发光(PL)，分析了晶粒尺寸、温度对发光特性的影响。对发光样品，晶粒尺寸有一上限，其值在4～5nm这间。在10～77K,nc-SiH薄膜的发光强度几乎没有变化；当温度高于77K,发光强度指数式下降。随温度升高，发光峰位有少许红移。讨论了nc-Si:H光致发光机理，用量子限制-发光中心模型对实验现象进行了解释。从载流子的激发、复合两方面讨论了发光过程，认为载流子在晶粒内部激发后，弛豫到晶粒界面的发光中心复合发光

纳米晶Si在高压下的电学性质与金属化相变

在金刚石压砧装置上，采用电阻和电容测量方法，研究了粒径为15～18nm和80nm的纳米晶Si在室温下、24GPa内的电阻、电容与压力的关系。实验结果表明，它们分别在19～17GPa和14GPa左右发生了金属化相变