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Cu掺杂硅量子点的电子结构和光学性质

梁伟华 , 王秀丽 , 褚立志 , 丁学成 , 邓泽超 , 王英龙

人工晶体学报

采用基于密度泛函理论的第一性原理的方法,对Cu掺杂H钝化硅量子点的形成能、态密度、磁性和光学性质进行了计算,考虑了Cu占据硅量子点替代和间隙的不同位置.结果表明:Cu趋向占据硅量子点表面的六角形间隙位置.Cu掺杂硅量子点引入了杂质能级,带隙变窄.由于Cu的d态p态和Si的p态耦合,导致Cu替代掺杂硅量子点具有铁磁性,且在低能区出现了一个较强的吸收峰.

关键词: 硅量子点 , 第一性原理 , 态密度 , 磁性 , 光学性质

非晶碳化硅包覆型硅量子点尺寸与光学特性的相关性

畅庚榕 , 马飞 , 付福兴 , 徐可为

稀有金属材料与工程

通过磁控溅射技术和1100℃的高温后续退火处理,在富硅碳化硅中形成高密度、小尺寸的硅量子点.其微结构和光学特性由高分辨电镜和光致发光技术进行表征.结合斯托克斯偏移和高分辨电镜分析表明,由非晶碳化硅包覆的硅量子点存在a-Si、c-Si两种结构,并呈现多带隙特征,子带隙分布范围从2.3到3.5 eV,出现紫外光到绿光的光致发光特征峰;发现此特征的硅量子点尺寸分布在~1.0~4.0nm;通过改变薄膜中的Si和C原子比例,以及改变退火参数可进一步优化和控制硅量子点的微结构.

关键词: 硅量子点 , 碳化硅 , 光致发光 , 微结构

衬底温度对含硅量子点的SiCx薄膜结构及其光学特性的影响

赵飞 , 杨雯 , 陈小波 , 袁俊宝 , 杨培志

人工晶体学报

采用磁控共溅射沉积法,以Si靶和SiC靶为靶材,单晶Si(100)和石英为衬底,在不同衬底温度下沉积了富硅SiCx薄膜.在氮气氛下于1100 ℃退火,得到包含硅量子点的SiCx薄膜.采用傅立叶变换红外吸收光谱、拉曼光谱、掠入射X射线衍射和吸收谱对退火后的SiCx薄膜进行了表征.结果表明:当衬底温度从室温(25℃)升至300℃时,薄膜的晶化率增至71.3%,硅量子点尺寸增至8.9 nm,而光学带隙则减至2.42 eV;随着衬底温度进一步升高,薄膜的晶化率降至63.1%,硅量子点尺寸减小至7.3 nm,而光学带隙却增加至2.57 eV;当衬底温度从室温(25℃)升至400℃时,薄膜的吸收系数呈先增大后减小趋势.在本实验条件下,最佳衬底温度为300℃.

关键词: 衬底温度 , 硅量子点 , SiCx薄膜 , 磁控溅射

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