量子电子学报

作者：王可,王梓霖,周晓雨,黄伟其,张铁民,彭鸿雁,王安琛,张茜,黄忠梅,刘世荣

单位：( 1 海南师范大学物理与电子工程学院, 海南 海口 571158;2 贵州大学材料与冶金学院, 贵州 贵阳 550025;3 复旦大学表面物理国家重点实验室, 上海 200433;4 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550081;5 中建材光子科技有限公司, 山东 枣庄 277102 )

关键词：激光技术,黑硅,吹氧退火,光致发光谱,反射谱,局域态发光,

基金：国家自然科学基金 (11847084), 贵州省科技计划重点资助项目 (黔科合-ZK[2022] 重点010)

利用纳秒脉冲激光器在常温常压室内环境下扫描刻蚀单晶硅片, 通过改变扫描方式和扫描的线间距制备了各种不同结构的黑硅样品, 重点研究了扫描方式、扫描间隔、高温吹氧退火时间等对黑硅光致发光 (PL) 特性的影响,以及不同参量制备的硅表面微结构对光吸收率的影响。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、光学显微镜、拉曼和荧光光谱仪、吸收光谱仪等对制备的黑硅样品形貌、光吸收和PL发光特性进行了检测与表征, 获得了吸收率高于90%且具有良好发光性能的黑硅结构样品。研究发现, 采用线性扫描方式制备的黑硅样品的PL光谱主要分布在红光波段, 而采用正交扫描方式制备的黑硅样品的PL光谱中在近红外900 nm附近有稳定的发光峰; 此外, 在黑硅样品中还观察到630 nm附近的电子局域态发光, 并通过建立对应的物理模型解释了其发光机理。

来源：2024年第5期

《量子电子学报》期刊编辑部

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