用MEVVA低能离子注入制备表层SiC/Si异质结构及其室温的光致发光特性

摘要

利用金属蒸汽真空弧离子源(MEVVA)进行离子束合成,制备了过剂量C+离子注入到单晶硅衬底的样品.然后利用热退火,在表层制备了连续β-SiC层,形成表层SiC/Si的异质结构.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其成键特征和微结构进行了分析,通过光电子能谱分析(XPS)和原子力显微镜(AFM)分析了样品的成分分布及其表面形貌.最后对其室温下的光致发光特性随热退火的时间和温度的变化进行了研究.结果表明:光致发光谱(PL)表现出430,560 nm两个发光峰,分别对应于纳米碳化硅和块状立方碳化硅发光的特征峰.我们认为小颗粒的晶化碳化硅的尺寸及其相对比例对PL发光峰位和强度有较大的影响,用纳米晶粒量子效应(NSUQC)理论和表面态理论对发光现象及其变化规律进行了初步的解释.