"掺杂nc-Si:H薄膜中纳米硅晶粒的择优生长 (2003年)" 本文探讨了采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术生长的掺杂氢化纳米硅(nc-Si:H)薄膜中纳米硅晶粒(nc-Si)的择优生长现象。研究发现,掺杂不同元素(如磷或硼)的nc-Si:H薄膜表现出不同的晶面取向,这与它们的微观结构密切相关。 在掺磷的nc-Si:H薄膜中,通过拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)的联合分析,观察到XRD峰位的二倍衍射角大约位于33°,这暗示了nc-Si晶粒倾向于特定晶面的生长。而掺硼的nc-Si:H薄膜的XRD峰位二倍衍射角约为47°,表明其晶面取向与掺磷样品不同。 研究者运用自由能密度与序参量的关系来解释这种现象。他们认为,较高的衬底温度可以改变序参量,进而影响nc-Si的晶面选择性生长。在掺磷的nc-Si:H薄膜中,高温可能导致nc-Si晶粒偏向于特定晶面的生长,这是因为较高的能量促使晶粒更易于在特定方向上扩展。相反,适当的电场应用可以改变序参量,导致掺硼nc-Si:H薄膜在一定自由能密度范围内也呈现出晶面择优生长,但其机制可能与温度诱导的择优生长有所不同。 这篇论文的关键词包括掺杂、电场、温度、择优生长、nc-Si:H薄膜以及纳米硅晶粒,表明研究的核心是探究这些因素如何影响nc-Si的晶体结构和生长行为。中图分类号和文献标识码则表明这是一篇属于物理学领域的学术论文,具体归类在固体物理和材料科学之下。 该研究揭示了掺杂nc-Si:H薄膜的微观结构特征,特别是纳米硅晶粒的择优生长趋势,以及如何通过控制生长条件(如温度和电场)来调控这种生长行为。这对于优化纳米硅基材料的性能,尤其是应用于半导体器件和太阳能电池等方面具有重要的理论和实践意义。
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