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二氧化硅基质包埋硅纳米晶的微观结构和发光性能

王乙潜梁文双G.G.ROSS

材料研究学报

利用离子注入和后续高温退火的方法制备了包埋在二氧化硅(SiO₂)基质中的硅纳米晶, 研究了不同离子注入浓度试样的微观结构和发光性能, 以及硅纳米晶的生长机理和发光机制. 结果表明:  较小的硅纳米晶(<5 nm)其生长机理符合Ostwald熟化机理, 较大的纳米晶(>10 nm)则是由多个小纳米晶粒通过孪晶组合或融合而成的; 离子注入浓度为8 ×10¹⁶cm^-2的样品其发光强度是离子注入浓度为3×10¹⁷cm ^-2样品发光强度的5倍；硅纳米晶内部的微观结构缺陷(如孪晶和层错)对其荧光强度有很大的影响.

关键词: 无机非金属材料 , Si nanocrystals , transmission electron microscopy , growth mechanism , photoluminescence

硅纳米晶微观结构缺陷的高分辨电子显微学研究

王乙潜 , 梁文双 , Ross Guy

功能材料

利用离子注入结合后续高温退火的方法成功地制备出包埋在二氧化硅(SiO_2)基质中的硅纳米晶.利用透射电子显微学对所制备的硅纳米晶(离子注入浓度为3×10~(17)cm~(-2))的微观结构缺陷进行了详细的研究.通过高分辨像分析发现:较大的纳米晶(直径＞6nm)中存在很多面缺陷,主要为孪晶与层错.孪晶包括一次孪晶、二重孪晶、三重孪晶及五重孪晶.层错分为内禀和外禀两种类型,并讨论了内禀层错占多数的原因.除了面缺陷以外,还有一部分纳米晶中存在位错.

关键词: 硅纳米晶 , 透射电子显微学 , 面缺陷 , 线缺陷

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