王威 丁澜 马锡英

苏州科技学院数理学院物理科学与技术系，苏州 215011

磁控溅射法制备硅纳米晶体及其光电特性研究

王威 丁澜 马锡英

苏州科技学院数理学院物理科学与技术系，苏州 215011

本文介绍了以高纯硅为靶材，利用直流磁控溅射法在P型硅（111）衬底上生长硅纳米晶体薄膜,并在600摄氏度温度下退火处理。应用扫描电镜观察发现制备的硅纳米晶体粒度均匀，薄膜粗糙度小。X射线衍射仪分析发现硅纳米晶体具有（201）晶面取向生长的特点。与块体材料相比，硅纳米晶体不仅具有良好的电学性能，还具有良好的光学性能，其吸收谱包含本征、激子和自由载流子等丰富的吸收峰。

硅纳米晶体；磁控溅射；扫描电镜；红外光谱；X射线衍射

引言

硅是微电子器件和集成电路芯片中应用最广泛的半导体材料，由于属间接带隙半导体材料，发光效率低，光电子器件方面未能发挥应有的作用。硅纳米晶体由于体积小而具有量子限阈效应、库仑阻塞效应等，使其具有与体材料完全不同的光、电学特性，可用于制备各种纳米光电子器件。另外，硅纳米材料容易与现有的硅微电子工业兼容，从而引起了人们极大的研究兴趣。如研究人员利用硅纳米晶体、纳米线制备了高速的逻辑门和计数器、场发射器件等纳米电子器件、纳米传感器及辅助合成其他纳米材料的模板等。

近年来，人们对硅纳米材料的生长方法、生长机理及其性能进行了一系列研究，发现了多种形貌的硅纳米结构，最常见的是纳米晶体，其一般在几十到数百纳米。……