脉冲激光制备银掺杂硅及其红外性能研究

摘要

通过磁控溅射交替镀硅-银-硅多层薄膜并结合532 nm纳秒脉冲激光熔融处理的方式制备了具有较高红外吸收的银掺杂多晶硅薄膜材料.红外光吸收测试表明掺杂银的硅薄膜在大于1200 nm波长区域具有显著的红外增强吸收,最高红外吸收系数约为2.7×103 cm-1,远高于单晶硅材料,并且呈现出较为明显的亚能带吸收特点.经X射线衍射分析结果表明,经过脉冲激光处理后的掺杂硅薄膜部分结晶,结晶率约为25％,具有多晶结构.硅膜层中银原子掺杂的粒子数浓度达到8.5×1019 cm-3,达到超掺杂浓度.同时薄膜层具有较高的载流子浓度,超过5×1018 cm-3.红外吸收系数与结晶率之间呈现正相关性.该方法可以较为方便地制备适用于多种不同深能级元素的超掺杂硅光电薄膜材料,且具有较为明显的红外增强吸收.