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基于光散射效应的氮化硅非晶基体中硅纳米晶结构表征测定

DOI：10.1016/j.ijleo.2018.11.141 期刊：Optik 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 在本研究中，我们将探究嵌入非晶氮化硅基体中的硅纳米晶（Si-nc）所产生的弹性与非弹性光散射现象。当光子与Si-nc相互作用时，其强度、方向和波长会发生多重变化。结合反射率、光致发光（PL）和拉曼光谱的检测手段，是探测散射光的极为灵敏的工具。研究结果表明：实验观测到的PL峰位偏移源于拉曼散射，而PL峰展宽则归因于瑞利散射。我们报道了一种可同时测定Si-nc核部与表面键长的新方法。含Si-nc结构中观察到的拉曼位移降低主要源自其曲面效应，这反映了Si-nc界面处存在硅悬挂键。
作者： Nadjet Hafsi，Hachemi Bouridah，Noureddine Boutaoui，Hakim Haoues
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研究概述 实验方案

研究目的

研究嵌入非晶氮化硅基体中的硅纳米晶体（Si-nc）的弹性和非弹性光散射，并通过光散射效应确定Si-nc的结构特征。

研究成果

研究得出结论：弹性散射（瑞利散射）通过峰展宽影响光致发光，而非弹性散射（拉曼散射）则导致PL峰位偏移。我们开发了一种基于Lennard-Jones势的新方法来估算硅纳米晶核与表面的键长。硅纳米晶的拉曼红移主要归因于表面效应，这很可能是由于纳米晶表面原子的配位数减少所致。

研究不足

Lennard-Jones势无法精确描述硅四面体结构的成对和三重势，这表明需要更精细的模型来描述Si纳米晶体的键长。

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