遮光快速光热退火对富硅氮化硅薄膜的影响及光量子效应分析

"光热退火的光量子效应对富硅氮化硅薄膜特性的影响" 本文研究了光热退火过程中光量子效应对富硅氮化硅(SiNx)薄膜特性的影响。研究由陈小波和杨培志等人进行，他们使用双极脉冲和射频磁控共溅射沉积技术在单晶硅和石英衬底上制备了富硅SiNx薄膜。在氮气环境中，薄膜在950-1100℃的不同温度下经历了常规快速光热退火和遮光快速光热退火。 通过Raman光谱和掠入射X射线衍射(GIXRD)技术，研究人员分析了硅量子点的晶体结构，利用傅里叶红外(FTIR)光谱来了解薄膜的键合状态变化。光致发光(PL)光谱则被用来探究样品的发光特性。研究结果显示，遮光快速光热退火处理后的富硅SiNx薄膜具有更优的微结构特征，对于硅量子点的形成更为有利，有助于光生载流子的隧穿输运。 对比常规快速光热退火，遮光处理能显著提高硅量子点的密度和晶化率，而且晶化温度较低。这意味着在无光量子效应的情况下，薄膜中的硅量子点形成和晶化过程更加有效。这提示我们，快速光热退火中的光量子效应可能对富硅SiNx薄膜中的硅量子点的生长和结晶过程产生负面影响。 关键词涉及到的领域包括硅量子点的科学，SiNx薄膜的制备技术，以及光热退火工艺。这些研究对于理解光量子效应如何影响薄膜太阳能电池等领域的材料性能至关重要，同时也为优化硅量子点太阳电池的效率提供了理论依据。中图分类号O484将该研究归类于物理光学的范畴，表明其专注于光与物质相互作用的研究。 这项研究揭示了光量子效应在富硅氮化硅薄膜光热退火过程中的复杂影响，对于提升硅量子点太阳电池的性能和理解薄膜材料的微观结构演变具有重要意义。未来的工作可能需要进一步探索如何控制和利用这种光量子效应，以优化薄膜的性能并推动太阳能技术的进步。