导读:本文包含了纳米硅薄膜论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:纳米,薄膜,氢化,等离子体,气相,光谱,动力学。
纳米硅薄膜论文文献综述
吴江[1]（2017）在《飞秒激光作用下铝掺杂纳米硅薄膜的超快动力学研究》一文中研究指出纳米技术与生物技术结合的日渐成熟,使得生物器件逐渐向高速化,小型化,大容量信息储存化的纳米生物器件方向发展。晶体硅被广泛应用于传统生物器件中,而纳米尺寸的硅薄膜由于其独特的结构及特性,可以很好的代替晶体硅应用于新型的纳米生物器件中实现更高速准确的响应。本文将利用磁控溅射法制备铝掺杂纳米尺寸硅薄膜,利用飞秒激光泵浦-探测技术对其表面载流子超快动力学进行研究。主要研究内容如下:(1)使用磁控溅射法制备铝掺杂纳米尺寸硅薄膜,利用SGC-10薄膜测厚仪对其厚度进行测量。(2)利用飞秒激光泵浦-探测技术,采用不同能量的泵浦光对单晶硅及所制备的铝掺杂纳米尺寸硅薄膜进行其表面瞬态反射率变化进行探测。(3)结合实验数据将整个弛豫过程分为快弛豫和慢弛豫两个部分进行分析。采用双e指数模型对快弛豫和慢弛豫过程进行拟合并计算出快弛豫时间及双e指数系数C。分析快弛豫过程主要包括载流子-载流子散射及载流子-光学声子散射过程,而慢弛豫过程主要是载流子的复合和扩散过程,复合过程中俄歇复合占主导作用。建立扩散模型与实验数据进行拟合,验证了结论的正确性。(4)对比分析不同泵浦光能量作用下载流子超快动力学变化规律。得出随着泵浦光能量增加,初始载流子浓度变大,快弛豫的速率变大,快弛豫所占比例变大,快弛豫的时间变长,整个弛豫过程时间变短。(5)对比分析相同泵浦能量作用下铝掺杂纳米尺寸硅薄膜和单晶硅表面载流子的超快动力学过程,得出铝掺杂的纳米尺寸硅薄膜比单晶硅表面载流子弛豫过程更快且弛豫到达的最低点更接近于初始值。(本文来源于《东北林业大学》期刊2017-04-01）
马登浩,张维佳,罗瑞盈,刘承月,蒋昭毅[2]（2017）在《氮掺入对N型纳米硅薄膜微观结构及光电特性影响（英文）》一文中研究指出采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)通过改变NH_3流量制备出不同含氮量N型富硅氮化硅硅薄膜。利用Raman散射、红外吸收、紫外-可见光分光光度计及暗态I-V测量等技术分析了氮掺入对薄膜微观结构以及光电特性的影响。结果显示,随着NH_3的增加,薄膜由微晶硅向纳米硅结构转变,薄膜中晶粒尺寸减少,晶化度降低,微观结构有序性降低,所对应薄膜光学带隙增大,而带尾分布变窄。同时,红外吸收谱分析表明,Si—N键合密度增加,P掺杂受阻。暗态I-V测量显示,薄膜电导率随着NH_3掺入整体较微晶硅降低,但随NH_3增加,电导率受到迁移率和载流子浓度等特征共同作用先降低后变大,揭示了影响薄膜电导率的机制存在一定的竞争,然而过高的非晶网络结构将增大载流子的复合导致薄膜电导率显着降低。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2017年02期）
俞凤至,胡安红,郁操,曲铭浩,汪涛[3]（2016）在《硅氧合金薄膜及其在高效纳米硅薄膜迭层太阳电池中的应用研究》一文中研究指出系统研究两种不同形态的硅氧合金薄膜,用甚高频PECVD系统制备的非晶硅氧和纳米硅氧薄膜的特性,以及其在纳米硅薄膜迭层薄膜太阳电池中的应用。实验中主要通过对不同的气体流量比的优化、沉积功率和沉积压力的优化,分别制备出光学带隙约为2.1 e V,折射率约为3的a-SiO_x∶B∶H薄膜,作为非晶硅顶电池的p1层,以及带隙为2.2~2.5 e V,折射率为2.0~2.5,晶化率为20%~50%的nc-SiO_x∶P∶H薄膜,作为非晶硅/纳米硅迭层电池的中间反射层和纳米硅的底电池n2层。最后将优化后的a-SiO_x∶B∶H和nc-SiO_x∶P∶H薄膜应用到非晶硅/纳米硅薄膜迭层电池中,在0.79 m~2的玻璃基板上制备出初始峰值功率为101.1 W、全面积初始转换效率为12.8%、稳定峰值功率为87.3 W、全面积稳定转换效率为11.1%的非晶硅/纳米硅迭层电池。(本文来源于《太阳能学报》期刊2016年08期）
赵魏,周蒙杨,胡文波[4]（2016）在《纳米硅薄膜冷阴极的磁控溅射法制备及电子发射特性研究》一文中研究指出本文采用磁控溅射法在n型单晶硅衬底上沉积无定型氧化硅薄膜并通过高温退火处理分相形成纳米硅薄膜,制备了基于MOS型阴极结构的纳米硅薄膜平面型冷阴极并测试了电子发射特性。研究了不同工艺参数对纳米硅薄膜表面形貌及电子发射特性的影响,发现随着溅射过程中通入氧气流量比例的降低,薄膜表面颗粒尺寸逐渐变小,薄膜厚度呈现逐渐增厚的趋势。在氧气与氩气流量比为20 sccm/20 sccm及退火时间为60 min的条件下得到了较好的电子发射特性,在18V栅极电压下测得二极管电流密度和发射电流密度分别为4.69 m A/cm~2和44.6μA/cm~2并计算得到最高为0.95%的发射效率。(本文来源于《2016真空电子学分会第二十届学术年会论文集（下）》期刊2016-08-23）
宋超,王祥,宋捷,林圳旭,张毅[5]（2015）在《应用于太阳能电池的硼掺杂纳米硅薄膜性能研究(英文)》一文中研究指出本文采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)制备了轻度掺杂的氢化非晶硅薄膜,沉积过程中以Si H4,B2H6和H2的混和气作为反应源.原始淀积材料经过800和1000°C的高温热退火处理后,形成了硼掺杂的纳米硅薄膜.X射线光电子能谱(XPS)显示硼原子在薄膜中形成了替位式掺杂.根据不同温度下暗电导率的测量结果,轻度硼掺杂的纳米硅薄膜具有较高的室温暗电导率和较低的激活能.进而,采用该种P型硅薄膜材料以N型单晶硅为基底,制作了P-N结太阳能电池器件.根据电流-电压特性以及光谱相应曲线的测量分析,对电池的性能特性进行了研究.(本文来源于《Science China Materials》期刊2015年09期）
郑大器[6]（2015）在《氢化纳米硅薄膜非线性光学性质研究》一文中研究指出随着半导体电子集成器件的尺寸逐渐逼近量子遂穿的极限,摩尔定律正面临着极大的挑战。近几十年来,光子学器件由于相比于传统电子学器件拥有更加稳定、更加快速、更加低能耗等众多优点逐渐被研究人员所重视。未来若需要继续维持芯片发展速度的摩尔定律,器件的研究由电子学转为光子学是十分必要的。现在,硅基光子学技术,借助硅材料极大的元素储量导致的廉价成本以及与现代微电子加工技术的完美兼容和良好的光电混合集成特性,正逐渐实现大规模的商业化应用,是目前国内外最重要的前沿研究领域之一。由于体材料硅本身间接带隙的限制,使得其无法被直接用来设计制备光发射或是吸收器件。然而利用硅基材料尺寸减小到纳米量级时产生的量子限制效应以及光吸收/发射时不再需要完美遵循动量守恒定律的特点,我们即可以填补这一缺陷。目前对于纳米量级硅材料的光学性质已有了一部分的研究,然而对于氢化纳米硅非线性光学方面的了解还十分欠缺。这一方面性质在光子学器件中也很重要,若是能够对其进行控制,则可以制备各种非线性光学元器件;相反,若是对其毫无了解,则可能由于例如自聚焦等非线性效应造成破坏。本论文主要对于以下几点进行了较为详细的研究:(1)利用等离子体增强气相化学沉积法,控制氢稀释比、射频电源功率、沉积温度等条件制备了一系列不同禁带宽度的氢化纳米硅薄膜样品。(2)利用开孔z扫描实验方法测量了氢化纳米硅薄膜的非线性光吸收系数。(3)利用闭孔z扫描实验方法测量了氢化纳米硅薄膜的非线性折射率。(4)采用飞秒激光对于样品进行微米尺度的激光诱导晶化,并利用开孔z扫描手段研究晶化后样品产生的奇特非线性光吸收现象。氢化纳米硅的结构为硅纳米晶体镶嵌于无序的非晶硅网格之中,它可以由等离子体增强气相化学沉积法进行廉价并且大规模的生长,故可以集成至绝大多数的光电子学器件之中。之前对于氢化纳米硅的研究多数集中于量子限制效应,电子学性质和线性光学性质,其非线性光学性质,尤其是例如全光开关等光子学器件的研究还较少。本文利用z扫描方法对于其非线性光学性质进行了详细的研究,我们发现,氢化纳米硅薄膜的非线性光吸收性质可以分别由入射激光的波长、强度以及样品的禁带宽度独立进行灵敏的由饱和吸收至反饱和吸收的调节。我们利用修正了的叁阶非线性光吸收微分方程对于实验数据进行了完美的拟合,并从样品所拥有的带尾态这一独特能带结构对于这种调制现象进行了解释。另一方面,由于硅材料中非常明显的载流子色散效应,导致吸收了光子之后跃迁至带尾态以及导带中更高能态的电子会对于材料的折射率产生重大影响。我们可以通过调节入射光的波长,将样品的非线性折射率在饱和型折射和克尔型折射之间灵敏调节。之后我们进一步建立模型定量研究了各个波长之下两种非线性折射机制的大小。由于我们可以通过入射光波长、强度以及样品的禁带宽度来灵敏调节氢化纳米硅材料的非线性吸收系数和非线性折射率,为利用其制备非线性光学元器件打下了良好的理论基础。在进行开孔Z扫描实验的过程中,我们发现当入射光强度超过一定的阈值之后,样品的非线性吸收性质将会发生一个不可逆的突变,吸收率将会增大700%以上,并且不再随入射光波长和强度的改变而改变。我们对于吸收突变后的样品进行了详细的物性分析,发现激光照射区域发生了微米尺度的激光诱导晶化。我们利用晶化后样品吸收系数的改变提出了空间渐变吸收理论,完美的解释了我们所观察到的现象。这一现象对于设计新型弱光非线性器件有着一定的帮助。最后我们利用这一效应制备了一种新型光限幅器件,并对于其性能进行了测试。(本文来源于《上海交通大学》期刊2015-06-01）
蒋昭毅,于威,刘建苹,刘海旭,尹辰辰[7]（2015）在《氧掺入对纳米硅薄膜微结构及能带特性的影响》一文中研究指出采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了富硅氧化硅薄膜,利用XRD衍射仪,傅里叶变换红外透射光谱仪以及紫外-可见光分光光度计分析了氧掺入对薄膜微观结构以及能带特性的影响。结果表明,随着氧掺入比(CO2/SiH4)的增加,薄膜晶粒尺寸减小,晶化度降低,纳米硅(nc-Si)表面的张应力先增加后减小。红外吸收谱分析表明,氧掺入比增加导致薄膜内氧含量增高,富氧Si—O键合密度增加,富硅Si—O键合密度降低。同时,薄膜结构因子减小,有序度增大,薄膜微观结构得到改善。当氧掺入比大于0.08时,薄膜结构因子增大,有序度降低。此外,氧掺入增加导致薄膜带隙不断增加,带尾宽度呈现先减小后增大的趋势。因此,通过氧掺入可以调节纳米硅薄膜微观结构及能带特性,氧掺入比为0.08时,薄膜具有高晶化度和较宽的带隙,微观结构得到有效改善,可用作薄膜太阳能电池的本征层。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2015年04期）
曾凡达[8]（2015）在《生物芯片基底材料纳米硅薄膜超快动力学研究》一文中研究指出生物芯片技术的日益兴起,使得生命科学领域大量的、复杂的数据采集和处理分析工作可以实现集成化、微型化、连续化。而生物芯片制作的一个关键环节就是芯片基底材料的选取与合理利用,生物芯片本身的特点要求我们对所使用材料的极微小尺度、超快物理过程有更为透彻的理解。本文主要针对可以作为生物芯片基底材料的纳米硅薄膜超快动力学特性进行研究。为了对纳米硅薄膜超快动力学特性的分析进行对比和铺垫,本文也进行了金属铜薄膜的超快动力学分析。主要研究内容如下：(1)使用磁控溅射法制备出纳米铜薄膜和纳米硅薄膜；(2)使用飞秒激光瞬态反射技术,测量纳米铜薄膜和纳米硅薄膜的瞬态反射规律,得出不同脉冲激光强度作用下的瞬态反射率变化数据,并通过反射率变化规律分析其内部的超快载流子输运过程和超快热输运过程微观机制；(3)通过对受激载流子浓度定量的计算,分析纳米硅薄膜载流子输运过程对瞬态反射率的贡献；建立扩散模型模拟纳米硅薄膜载流子浓度衰减过程,通过模型计算出表面复合速率为S=4×105cm/s,体复合时间随着泵浦光能量的增强而缩短。(4)使用双温模型模拟铜薄膜的超快热输运过程,经过计算得出铜薄膜电声耦合系数为G=1.2×1016W/m3K；在掌握了金属双温模型的基础上,建立了可以用于分析半导体超快载流子输运过程和超快热输运过程的双温模型。(本文来源于《东北林业大学》期刊2015-04-01）
邓黎杰[9]（2015）在《氢化纳米硅薄膜准分子激光诱导晶化的研究》一文中研究指出众所周知,硅基材料在半导体行业起到了举足轻重的地位,比如说现在的液晶显示屏都会使用低温多晶硅薄膜,这些薄膜可以使用准分子激光诱导晶化技术,利用高能量的紫外激光将非晶硅薄膜熔化并再结晶成多晶硅薄膜,不过由于非晶硅薄膜本身几乎不包含任何晶粒,而且薄膜内部悬挂键和缺陷也比较多,因此使用一种更好的原材料就成为我们选择。氢化纳米硅薄膜(nc-Si:H)是一种在非晶硅网格中同时镶嵌着纳米量级晶硅结构的一种薄膜,薄膜内部晶粒的分布比较均匀,在太阳电池、晶体管以及二极管等光电器件方面都有潜在的应用价值,因而引起人们的广泛兴趣。然而在过往的研究报告中对氢化纳米硅使用准分子激光诱导晶化(ELC)的研究并不是很多,因此在不同激光能量密度作用下,薄膜变化的过程也是未知的。本文中所使用的氢化纳米硅薄膜材料是玻璃衬底并通过等离子增强化学气相法(PECVD)制备而成的,然后对氢化纳米硅薄膜进行ELC处理,其中激光的强度范围是50-600m J/cm2,并将处理后的薄膜分别使用拉曼光谱仪(Raman),X射线衍射仪(XRD),原子力显微镜(ATM),扫描显微镜(SEM)进行分析和处理。通过对薄膜晶态比的变化,表面粗糙度的分析,研究在不同激光能量强度下薄膜内部微结构的变化。研究中发现在激光能量在低于200m J/cm2的时候,薄膜内部结构以及薄膜表面的形貌并未有明显的变化,继续增加激光能量,薄膜就开始出现晶化,表面粗糙度也开始明显增加。对于薄膜出现的这个变化,我们一般用超横向生长模型来解释,在足够强的激光能量作用下,薄膜内部的非晶硅成分开始熔化,而晶硅成分由于熔点较高,不会完全熔化,在薄膜温度下降的时候,未熔化或未完全熔化的纳米硅晶粒会作为籽晶存在并不断生长,而薄膜内晶粒尺寸也会相应增加,并最终形成新的多晶硅薄膜。(本文来源于《上海交通大学》期刊2015-01-01）
温超[10]（2014）在《氢化纳米硅薄膜的缺陷控制研究》一文中研究指出随着科技进步与发展,人们对能源的需求越来越大。尤其在进入二十一世纪的这十几年时间当中,飞速发展的工业化进程使得传统能源逐渐面临枯竭的危机,因此如何能找到兼具可持续性与对环境友好的清洁能源则成为人类社会所关注的共同焦点。光伏太阳电池因为具有将绿色无污染的太阳光转化为电能的优势而备受关注。目前晶体硅太阳电池的技术较为成熟,但晶体硅材料的制造过程会消耗大量的能源,同时会对环境造成严重的污染。而薄膜太阳电池因其制备工艺相对简单、能源及材料消耗少、制造成本低等优势,有逐渐取代晶体硅太阳电池的趋势。作为新一代薄膜太阳电池的主要材料,氢化纳米硅薄膜因其具有高电导率、较好的光热稳定性、较强的光吸收能力、带隙可调控、以及易于掺杂等优点,逐渐成为光伏界关注的热点材料。氢化纳米硅薄膜是由单晶相与周围非晶网络组成的混相体系材料,这一结构特点也决定了其内部不可避免的含有一定量的孔洞及边界等缺陷结构区域。在这些缺陷结构处存在大量的未饱和硅悬挂键,是材料的主要缺陷来源,另一方面这些缺陷区域也为来源于后氧化方式而进入到材料内部的氧杂质提供了结合位置。材料中后扩散进入的氧杂质则可以进一步的引入硅氧界面类型缺陷。因此如何有效地钝化氢化纳米硅材料的缺陷以及降低氧杂质含量,则成为研究此材料的重点。本文通过等离子体化学气相沉积的方式首先制备了一些列不同氢稀释比条件下的本征样品,目的是研究高氢稀释比条件下,氢对材料微结构以及氧杂质的影响。通过拉曼光谱、x射线衍射、透射电子显微镜以及光学透射谱等测试手段表征了这一系列样品的微结构以及物性参数特征。样品红外吸收谱则给出了样品氢氧含量的信息。x射线光电子衍射测试则给出了氧杂质在样品表面的主要结合态信息。另外,根据氢含量与边界比例一致的变化关系,我们得知氢可以有效地调控材料的微结构。进一步根据对红外吸收谱中硅氢伸展模的分解与拟合,我们详细地讨论了材料在氢影响下,微结构的变化机制以及后氧化的形成机理,揭示了氧杂质在材料中具体的结合位置为晶界。此外,我们通过外加直流偏压的方式,制备了另一系列的本征氢化纳米硅薄膜样品。目的在于有效地调控氢化纳米硅材料的缺陷密度以及氧杂质含量。根据电子自选共振、少子寿命两方面的电学测量结果,我们发现适当的直流偏压对氢化纳米硅薄膜起到了明显的钝化效应,同时也可以有效地增加材料的致密性。通过对红外吸收谱的详细计算与分解拟合,我们分析了材料内部成键氢与氧杂质的内在关联,同时揭示了外加直流偏压对材料钝化作用的机理。最后,我们通过外加直流偏压的方式制备了一系列掺杂氢化纳米硅样品。通过对红外吸收谱、二次离子质谱、以及x射线衍射结果的分析与讨论,我们得出结论:适当的直流偏压可以显着地提高材料的掺杂效率。以上研究得到了国家科技部重大研究计划课题(2012cb934302),以及国家自然科学基金(11174202和61234005)的资助。(本文来源于《上海交通大学》期刊2014-11-01）
纳米硅薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)通过改变NH_3流量制备出不同含氮量N型富硅氮化硅硅薄膜。利用Raman散射、红外吸收、紫外-可见光分光光度计及暗态I-V测量等技术分析了氮掺入对薄膜微观结构以及光电特性的影响。结果显示,随着NH_3的增加,薄膜由微晶硅向纳米硅结构转变,薄膜中晶粒尺寸减少,晶化度降低,微观结构有序性降低,所对应薄膜光学带隙增大,而带尾分布变窄。同时,红外吸收谱分析表明,Si—N键合密度增加,P掺杂受阻。暗态I-V测量显示,薄膜电导率随着NH_3掺入整体较微晶硅降低,但随NH_3增加,电导率受到迁移率和载流子浓度等特征共同作用先降低后变大,揭示了影响薄膜电导率的机制存在一定的竞争,然而过高的非晶网络结构将增大载流子的复合导致薄膜电导率显着降低。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米硅薄膜论文参考文献
[1].吴江.飞秒激光作用下铝掺杂纳米硅薄膜的超快动力学研究[D].东北林业大学.2017
[2].马登浩,张维佳,罗瑞盈,刘承月,蒋昭毅.氮掺入对N型纳米硅薄膜微观结构及光电特性影响（英文）[J].光谱学与光谱分析.2017
[3].俞凤至,胡安红,郁操,曲铭浩,汪涛.硅氧合金薄膜及其在高效纳米硅薄膜迭层太阳电池中的应用研究[J].太阳能学报.2016
[4].赵魏,周蒙杨,胡文波.纳米硅薄膜冷阴极的磁控溅射法制备及电子发射特性研究[C].2016真空电子学分会第二十届学术年会论文集（下）.2016
[5].宋超,王祥,宋捷,林圳旭,张毅.应用于太阳能电池的硼掺杂纳米硅薄膜性能研究(英文)[J].ScienceChinaMaterials.2015
[6].郑大器.氢化纳米硅薄膜非线性光学性质研究[D].上海交通大学.2015
[7].蒋昭毅,于威,刘建苹,刘海旭,尹辰辰.氧掺入对纳米硅薄膜微结构及能带特性的影响[J].光谱学与光谱分析.2015
[8].曾凡达.生物芯片基底材料纳米硅薄膜超快动力学研究[D].东北林业大学.2015
[9].邓黎杰.氢化纳米硅薄膜准分子激光诱导晶化的研究[D].上海交通大学.2015
[10].温超.氢化纳米硅薄膜的缺陷控制研究[D].上海交通大学.2014
论文知识图
