退火处理对掺铒氢化非晶硅悬挂键密度和光致荧光的影响

摘要

采用磁控溅射技术制备了铒掺杂的氢化非晶硅(a-Si∶H(Er))样品.进一步通过200-500℃温度递增的后退火处理,获得了不同的Si悬挂键(Si-DBs)密度,并在此基础上研究了Si-DBs密度改变对其Er光荧光(Er-PL)的影响.退火温度低于350℃时,Er-PL强度持续增加,但Si-DBs密度的变化显得较复杂;350℃以上时,Er-PL强度随Si-DBs密度的增加而减小.在200-250℃的退火温度范围内,Si-DBs是由于结构弛豫而减少;在250-500℃的退火温度范围内,可能由于Si-H键的断裂释放出氢,导致Si-DBs的增加.因为Er3+的辐射跃迁取决于基体中Er3+的结构对称性,所以Er-PL强度相对于Si-DBs的增加而出现的同向增加现象可能起因于退火引起Er3+化学环境的改变,不同于被广泛接受的"缺陷相关俄歇激发"模型.