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硅纳米孔柱阵列的结构和光学特性研究

许海军 富笑男 孙新瑞 李新建

硅纳米孔柱阵列的结构和光学特性研究

许海军, 富笑男, 孙新瑞, 李新建
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-08-20
  • 修回日期:  2004-09-20
  • 刊出日期:  2005-05-10

硅纳米孔柱阵列的结构和光学特性研究

  • 1. 郑州大学物理系,材料物理教育部重点实验室,郑州 450052
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:19904011)资助的课题.

摘要: 采用水热腐蚀技术在单晶硅衬底上制备出一种新的硅微米/纳米结构复合体系——硅纳米孔柱阵列(Si-NPA),并对其表面形貌、结构及光学特性进行研究.Si-NPA的结构复合性体现为 在微米和纳米两个尺度上形成了三个分明的结构层次,即微米尺度的硅柱阵列结构、硅柱上 的纳米多孔结构以及组成孔壁的硅纳米晶粒.积分光反射谱和荧光光谱测试表明,Si-NPA具 有良好的光吸收和光致发光特性.依据Si-NPA积分反射谱的实验数据,采用Kramers-Kronig 变换关系计算得到了Si-NPA的复折射率和复介电函数、吸收系数等光学常数,并由此讨论了 Si-NPA相对于单晶硅的光学特性发生显著变化的原因.最后,通过分析Si-NPA的光吸收系数 与入射光子能量之间的关系,揭示出Si-NPA具有直接带隙半导体的电子结构特征,而且理论 计算得到的Si-NPA的带隙能与其光致发光谱的峰位能很好符合.

English Abstract

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