研究目的
研究纳米晶硅基多层结构中尺寸依赖的磷掺杂效应对电子和光学特性的影响。
研究成果
研究表明，硅纳米晶/二氧化硅多层膜中的磷掺杂能显著改善电子特性，其导电性和掺杂效率具有尺寸依赖性。磷掺杂剂可在小尺寸硅纳米晶中诱导深能级，从而产生近红外光发射。该发现为光电器件应用提供了潜在可能。
研究不足
该研究仅限于磷掺杂硅纳米晶/二氧化硅多层结构，未探索其他掺杂材料或基质材料。对于小尺寸硅纳米晶中磷掺杂剂引发深能级缺陷的机理尚未完全阐明。
1：实验设计与方法选择：
通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）结合热退火工艺制备了不同纳米点尺寸的磷掺杂硅纳米晶/SiO2多层膜。
2：样品选择与数据来源：
制备了预设非晶硅层厚度为2、4、8、20纳米的样品。
3：20纳米的样品。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：PECVD系统、透射电子显微镜（TEM）、Jobin-Yvon-Horiba HR 800显微拉曼系统、布鲁克EMX10/12电子自旋共振谱仪、Lake Shore 8400霍尔系统、HORIBA Jobin Yvon synapse光谱仪（配备PMT和DSS探测器）。
4：实验流程与操作步骤：
磷掺杂非晶硅层沉积、原位等离子体氧化、脱氢处理、高温退火、硅纳米晶形成及性能表征。
5：数据分析方法：
拉曼光谱分析、电子自旋共振光谱分析、霍尔效应测量、光致发光测量。
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micro-Raman system
Jobin-Yvon-Horiba HR 800
Jobin-Yvon-Horiba
Confirmation of Si NCs crystallization
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ESR spectrometer
Bruker EMX10/12
Bruker
Measurement of ESR signals
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Hall system
Lake Shore 8400
Lake Shore
Measurement of electronic performance
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Photoluminescence measurement system
HORIBA Jobin Yvon synapse with PMT and DSS detectors
HORIBA Jobin Yvon
Measurement of photoluminescence
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PECVD system
Deposition of P-doped a-Si layers
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Transmission electron microscopy
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