Vloga oksidacijske zmesi kot površinskega modifikatorja poroznih silicijevih mikrostruktur, ovrednotenih s spektroskopsko elipsometrijo | znanstvena poročila

Vloga oksidacijske zmesi kot površinskega modifikatorja poroznih silicijevih mikrostruktur, ovrednotenih s spektroskopsko elipsometrijo | znanstvena poročila

Anonim

Predmeti

  • Optično meroslovje
  • Optična spektroskopija
  • Strukturne lastnosti

Izvleček

Trenutno raziskave poroznega silicija vključujejo gradnjo zapletenih struktur z luminescentnimi in / ali fotonskimi lastnostmi. Vendar je njihova priprava z obema karakteristikama še vedno zahtevna. Pred kratkim je naša skupina poročala o možni metodi za dosego tega z dodajanjem oksidacijske mešanice elektrolitu, ki se uporablja za proizvodnjo poroznega silicija. Ta zmes lahko kemično spremeni njihovo mikrostrukturo s spreminjanjem debeline in površinske pasivacije stene pore. V tem delu smo pripravili vrsto vzorcev (z in brez oksidantne mešanice) ter ovrednotili strukturne razlike s pomočjo skenirajočih elektronskih mikrografov in njihovih optičnih lastnosti, določenih s spektroskopsko elipsometrijo. Rezultati so pokazali, da je elipsometrija občutljiva na rahle spremembe v strukturi poroznega silicija, ki jih povzročajo spremembe v njihovi pripravi. Postopek opremljanja, ki temelji na modelih, zgrajenih na značilnostih, ki jih opažamo na mikrografih, nam je omogočil, da vidimo, da je glavni učinek oksidacijske mešanice na vzorcih z visoko poroznostjo, kjer površinsko oksidacija močno prispeva k redčenju okostja med elektrokemičnim jedkanjem. To kaže na obstoj praga poroznosti za delovanje oksidacijske mešanice. Ti rezultati bi lahko pomembno vplivali na zasnovo kompleksnih struktur poroznega silicija za različne optoelektronske aplikacije.

Uvod

Porozni silicij (pSi) je nanostrukturiran material, ki nastane z elektrokemičnim jedkanjem kristalnega silicija (c-Si) v raztopini na osnovi fluorovodikove kisline (HF). Kadar je debelina njegovih pora (okostja) nekaj nanometrov, pSi pokaže vidno luminescenco zaradi učinka kvantne omejenosti naboja, predvsem v vzorcih, pripravljenih iz c-Si substratov 1 z visoko upornostjo. Poleg tega je dobro dokumentirano, da je mogoče z izmeničenjem uporabljenega električnega toka med izdelavo pSi ustvariti večplastno strukturo, sestavljeno iz plasti različnih poroznosti (indeks loma). Enodimenzionalne fotonske strukture običajno nastajajo iz c-Si substratov z nizko upornostjo, kjer je mogoče dobiti kontrast z visokim lomnim indeksom med plastmi 2, 3 . Trenutno raziskovanje pSi se ukvarja z gradnjo zapletenih fotonskih in luminescentnih struktur za različne aplikacije, ki temeljijo na posebni korelaciji med njegovo mikrostrukturo in optičnimi lastnostmi, kar bi lahko privedlo do prilagodljivega vedenja svetlobe znotraj teh materialov 2, 3, 4, 5, 6 . Nedavno je naša skupina poročala, da je z dodajanjem polioksometalata in vodikovega peroksida kot oksidacijske mešanice (OM) elektrolitu za nadzor debeline in pasivizacije okostja skeleta mogoče ustvariti luminescentne in fotonske lastnosti v isti strukturi pSi 5 . Končne lastnosti vsakega vzorca pSi so močno odvisne od učinka OM na njegov mehanizem rasti, zato je robustna karakterizacija odločilna za razumevanje takšnih lastnosti. Od nastanka prvega poročila o pSi je veliko dragocenih tehnik pod vodstvom elektronske mikroskopije 4 prispevalo k dragocenim rezultatom. Z opazovanjem pojavov, kot je luminiscenca, so pri določanju različnih lastnosti igrale zelo pomembne optične tehnike, kot so fotoluminiscenca, refleksometrija in elipsometrija 4, 7, 8 . Zato lahko analiza razmerja med optičnimi in strukturnimi lastnostmi pSi z elipsometričnimi meritvami v območju UV-Vis-NIR elektromagnetnega spektra nudi pomembne dokaze za preučitev učinka dodajanja OM pri izdelavi pSi.

Na veliko različnih struktur pSi je bilo uporabljenih več elipsometričnih optičnih modelov, po številnih razpravah o zanesljivosti in veljavnosti teh modelov pa nekateri splošno sprejeti rezultati dajejo smernice, ki določajo izhodišče pri analizi določenih vzorcev. Ti rezultati so bili dobljeni predvsem iz dveh najbolj uspešnih pristopov: postopna poroznost 7 in modeli morfološke anizotropije 9 . Vsak od njih ima prednosti in slabosti, vendar meja njihove uporabnosti doslej ni bila natančno določena, rezultati drugih karakterizacijskih tehnik, kot je skeniranje elektronske mikroskopije (SEM), pa bi lahko bili odločilni za dopolnitev optične analize na podlagi teh modelov.

Glavni cilj tega dela je prispevati k razumevanju učinka OM na mikrostrukturo pSi in vzpostaviti določitev optičnih lastnosti s spektroskopsko elipsometrijo (SE) kot orodjem za dosego tega predloga. Primerjali smo vzorce pSi, proizvedene z in brez OM v elektrolitu. Analiza elipsometričnih podatkov temelji na dveh modelih, ki se natančno približata določeni strukturi, prikazani na SEM mikrografih vsakega vzorca. Študija optičnih lastnosti, določenih z analizo SE, ki temelji na modelih, zasnovanih iz mikrogramov SEM, nam pomaga razumeti zapleten odnos med mikrostrukturo in optičnim odzivom pSi.

Organizacija tega dela je naslednja: v 2. razdelku predstavljamo postopek izdelave vzorcev pSi z OM in brez njega. Nato trdimo, da morajo različni modeli predstavljati svojo mikrostrukturo, da bi določili njihove optične lastnosti iz meritev SE. V razdelku 3 razpravljamo o naših rezultatih za elipsometrične spektre in faktor depolarizacije. Poleg tega analiziramo različne mikrostrukture, s katerimi smo dosegli optične lastnosti (indeks loma in ekstinkcijski koeficient). Na koncu zaključimo z nekaj pripombami.

Eksperimentalne podrobnosti

Vzorci pSi so bili proizvedeni s tipičnim elektrokemičnim jedkanjem p penov z borom, ki so donirani c-Si (100), z električnim uporom 0, 01–0, 02 Ω-cm 3, 4, 5 . Kot električni stik smo na zadnji strani c-Si uparili aluminijast film, nato pa vzorec 15 minut segrevali do 550 ° C v inertni atmosferi. Vsi vzorci so bili proizvedeni pod enakimi pogoji, razen za sestavo elektrolitov. Prvi elektrolit je bil sestavljen iz HF, etanola in glicerola v prostorninskem razmerju 3: 7: 1. V drugem elektrolitu je en del etanola nadomestil OM. OM je sestavljen iz hidrata fosfomolibdinske kisline (H 3 PMo 12 O 40 ) v koncentraciji 10–3 M v etanolu in H 2 O 2 v volumskem razmerju 24: 1. Električni tokovi, uporabljeni za proizvodnjo vsakega para vzorcev z različno poroznostjo, so bili 6, 0, 50, 0 in 90, 0 mA. Na ta način so iz c-Si substratov s površino 1, 54 cm 2 ± 0, 04 cm 2 izdelani sloji pSi s približno enako debelino (500 nm). Porozni vzorci silicija so pasivirani s toplotno oksidacijo pri 100 ° C v 30 minutah. Za vsako stanje jedkanja smo pripravili vsaj tri vzorce (uporabljen električni tok in sestava elektrolitov). Odsevni odsevi so bili uporabljeni kot referenca ponovljivosti vzorca, ker je odvisna od dolžine optične poti (indeks loma in debeline). Vzorci, ki ustrezajo istim pogojem jedkanja, kažejo povprečni premik ± 10 nm v odsevnem spektru v vidnem območju.

SE meritve so bile izvedene v fazno moduliranem elipsometru Horiba Yobin Yvon DH10 pod vpadnim kotom 70 ° z velikostjo tačke 1 mm, v fotonskem območju od 1, 5 do 5, 0 eV s korakom 0, 02 eV. Za postopek opremljanja je bila uporabljena programska oprema DeltaPsi 2®. Mikrografske slike vzorcev pSi so bile pridobljene s Hitachi Scanning Electron Microscope S-550, ki je opisal trende debeline in morfologije. Poleg tega so mikrografije služile kot referenca za oblikovanje optičnih modelov za analizo SE.

Elipsastično modeliranje

SE meri spremembo stanja polarizacije (ρ) svetlobe ob poševnem odboju od površine. Karakteristični parametri v SE so elipsometrični koti Ψ in Δ. Ti parametri so povezani s kompleksnimi koeficienti odboja ( r ), s polarizacijo, vzporedno ( p ) in pravokotno ( s ) na ravnino vpadanja preiskovanega sistema, s temeljno enačbo elipsometrije: ρ = r p / r s = tanΨ exp ( i Δ). Vsak koeficient odboja predstavlja razmerje med vpadljivo in odbojno svetlobo, ki sta funkciji več parametrov, kot so zapleteni indeksi loma, kota vpadanja polarizirane svetlobe, za stratificirane medije pa so odvisni tudi od debeline vsake plasti 10 . SE je nedestruktivna in posredna karakterizacijska tehnika, ki se je široko uporabljala pri preučevanju optičnih in strukturnih lastnosti pSi 7, 8 . Zaradi njihove posredne narave je treba izdelati optični model, ki čim bolj natančno opiše mikrostrukturne značilnosti vzorca za določitev strukturnih in optičnih lastnosti. Doslej dobljeni sklepi poudarjajo, da imajo optične lastnosti pSi zelo zapleteno od njegove mikrostrukture, zato mora skrben postopek upoštevati različne dejavnike, ki vplivajo na njen optični odziv. Večina teh dejavnikov je že ugotovljenih in vključuje heterogeno mešanico trdne faze (c-Si stenske pore + površinska pasivizacija) in zraka, ki jih je mogoče predstaviti z ustreznimi teorijami učinkovitih medijev 4, 7, 8 . V tem delu sta bila izbrana široko uporabljena pristopa Bruggeman (EMA) in Maxwell-Garnett (MG) zaradi uspešnih rezultatov 4 . Ti modeli delujejo, kadar velikosti heterogenosti (≈10 nm) v mešanici pSi ne presegajo mej njihove uporabnosti glede na kvazistatični približek (valovne dolžine večje od heterogenosti zmesi) 11 . Površinska pasivacija okostja pSi ima tudi pomembno vlogo, in čeprav je odvisna od post-pripravljalnih postopkov, ga lahko štejemo za naravni oksid c-Si (SiO 2 ) 8, 12, 13 . Kadar je debelina pore pora približno ali manjša od 3 nm 14, je treba upoštevati učinke kvantne omejenosti. Končno je treba šteti tudi mikroskopsko strukturo, podobno stolpcu, ki lahko v določenih okoliščinah vodi do anizotropnega vedenja optičnega odziva. 9, 15 .

V mikrostrukturnem modelu je konceptualna razlika med obema pristopoma, uporabljenima v tem delu. Na eni strani postopni model upošteva gradient poroznosti od vrha do dna, ki ga prikazuje pSi. Ta gradient poroznosti modelirajo tri glavne regije: regija blizu c-Si substrata (nizka poroznost), srednja regija ima reprezentativne značilnosti vzorca (značilna poroznost) in zgornja regija, ki porabi dlje časa v stiku z elektrolitom med anodizacijo (velika poroznost). Glede na elektronske lastnosti substrata in pogoje elektrokemičnega jedkanja lahko te regije razvijejo različne lastnosti, zato je bilo v postopnem modelu določeno število vozlišč v 2, po nizu preskusov pa je bilo postavljenih 10 slojev, ki sestavljajo vsako od treh regij kot je razvidno iz slike 1. Vsak sloj je EMA, sestavljen iz c-Si, SiO 2 in zraka, pri čemer se poroznost rahlo spreminja od enega do drugega sloja. S tem pristopom je dobro predstavljen nehomogen značaj pSi vzorcev srednje poroznosti (sorazmerno razmerje med trdno fazo in zrakom) 7 . Na ta način se oblikuje sistem zrak / postopen pSi / c-Si.

Image

Slika v polni velikosti

Po drugi strani pa anizotropni model uvaja kolonsko strukturo pSi v obliki morfološke enoosne anizotropije, ker pore, ki potekajo pravokotno na površino c-Si, lahko ustvarijo usmerjeno odvisnost kompleksnega indeksa loma 9 . Ta model deluje bolje za vzorce z visoko poroznostjo, kjer so poravnane pore enake velikosti. V tovrstnih vzorcih učinek mehanizma za rast pora ustvari medfazni sloj med pSi in c-Si, z različno poroznostjo (kot bomo videli na slikah, prikazanih v nadaljevanju). Na ta način zgrajen model je zrak / enoosni pSi / vmesnik / c-Si in je prikazan na sliki 2. V tem sistemu je mešanica c-Si, SiO 2 in zraka predstavljena s teorijo MG zaradi nizek delež trdne faze (c-Si stene + pasivizacija površine SiO 2 ) glede na zrak.

Image

Slika v polni velikosti

Učinkovit pristop medija, uporabljen v vsakem modelu, je bil izbran glede na poroznost vzorcev, tj. Za visoko poroznost pSi je bila uporabljena teorija MG, za nizko (ali srednjo) poroznost pa je bila uporabljena Bruggmanova teorija. V obeh modelih smo izvedli postopek pritrjevanja, pri čemer smo lahko debelino in volumski delež (sestavo) vsakega sloja prilagodili. Optične lastnosti vsakega sestavnega materiala (c-Si, SiO 2 in zraka) so dobro znane in vzete iz literature 16 .

Rezultati in razprava

Slika 3a prikazuje elipsometrične spektre vseh vzorcev, pripravljenih z in brez dodajanja OM elektrolitu pri njihovi pripravi. Vidimo, da so meritve SE občutljive na razlike v mikrostrukturi, ki jih povzročajo razlike v pogojih elektrokemičnega jedkanja. Na sliki je prikazan faktor depolarizacije, ki upošteva, da lahko disperzijski učinki svetlobe naključne strukture pSi povzročijo izgubo natančnosti elipsastičnih meritev, kljub majhnosti svetlobne točke, ki se uporablja za merjenje (1 mm), kar zmanjšuje vire depolarizacije 17 . Kot je mogoče opaziti, večji kot je električni tok, močnejši so učinki depolarizacije in pSi, pripravljen s 50, 0 mA, kaže veliko energijsko območje depolariziranega signala, kot dokaz velike nehomogenosti v strukturi teh vzorcev.

Image

Najboljše prileganje je prikazano kot neprekinjene črte. Faktor depolarizacije: odstopanje od redne vrednosti ne depolarizirajočega vzorca = 1, 0.

Slika v polni velikosti

Kot je bilo omenjeno v prejšnjem razdelku, so bile SEM mikrografije uporabljene za izbiro optičnih modelov, ki bodo uporabljeni pri analizi podatkov vsakega vzorca. Slika 4 je zbirka mikrografij, ki prikazujejo značilne mikrostrukture pSi, proizvedene z uporabo elektrolita z OM in brez njega. Kljub debelini vseh vzorcev je primerljiva (500 nm, približno), opazimo razlike v poroznosti in strukturi okostja, ki jih povzroča sprememba električnega toka, ki se uporablja v elektrokemičnem postopku. Na mikrografih, ki ustrezajo 6, 0 mA (slika 4a), je okostje debelo (lestvica je 500 nm) in z dendritično strukturo. Struktura vzorcev 50 mA (slika 4b) je približno enaka prejšnjemu primeru, vendar so bile razvite večje pore. Medtem ko električni tok 90, 0 mA (slika 4c) ustvari zelo tanek okostnjak in pore, ki potekajo pravokotno na površino podlage. Če primerjamo vzorce, pripravljene z in brez OM v elektrolitu z enakim uporabljenim električnim tokom, v tej lestvici ni mogoče opaziti nobene bistvene razlike med njimi v nasprotju z odstopanjem elipsastičnih kotov, prikazanih na sliki 3.

Image

( a ) 6, 0 mA z OM in brez, ( b ) 50, 0 mA z OM in brez, in ( c ) 90, 0 mA z OM in brez.

Slika v polni velikosti

Optični modeli, izdelani za postopek vgradnje vsakega para vzorcev pSi, so omogočali določanje strukturnih razlik z analizo vgrajenih parametrov modela in iz njih izračunanih optičnih lastnosti. Tabela 1 prikazuje povzetek vgrajenih parametrov, ki kažejo modelski pristop, uporabljeni EMT in material za stene por, izbran za predstavljanje vsakega vzorca. Poroznost in efektivni kompleksni lomni indeks sta bila določena kot tehtano povprečje vsake plasti glede na njuno debelino. Vsaka postopna plast je bila upoštevana kot povprečje njihovih 10 sestavnih slojev. Pri anizotropnih plasteh so povprečno prispevali tudi običajni in izredni prispevki. Kot je razvidno, za vzorce, pripravljene z najvišjim električnim tokom (90, 0 mA), najbolj ustrezajo anizotropni modeli z MG in SiO 2 kot površinsko pasivizacijo (najnižje vrednosti vrednosti zaslug, ki temelji na algoritmu Levenberg-Marquardt, χ 2 ). Vendar je χ 2 za vzorce, pripravljene s 50, 0 mA, previsoka, verjetno zaradi meje prepustnosti MG med 15 in 25% trdne faze in poroznosti teh vzorcev je med 60 in 70%. Kljub temu je bila primerjalna študija med vzorci, pripravljenimi z OM in brez njega, izvedena z istim modelom. Po drugi strani je uporabljeni optični model za vzorce, pripravljene z električnim tokom 6, 0 mA, temeljil na pristopu postopne poroznosti s tri komponentnimi EMA: c-Si, SiO 2 in zrakom. V tem primeru je najbolje prilegalo ničelni volumski delež površinskega oksida. Poleg tega, da je težko razlikovati med optičnimi lastnostmi zraka in SiO 2 v območju fotonske energije, ki je bila preučena tukaj, bi bilo mogoče razložiti tudi vprašanje odsotnosti površinskega oksida zaradi pomanjkanja prostora za rast oksida v vzorci z majhno poroznostjo (velikosti por nekaj nanometrov).

Tabela polne velikosti

Infrardeči spektroskopski spektri vzorcev, dobljenih pri 6, 0 in 90, 0 mA, so prikazani na sliki 5. Kot lahko opazimo, vsebnost SiO 2 v vzorcih, proizvedenih s 6, 0 mA, ni nič, je pa bistveno nižja od ustrezne vzorec, proizveden z 90, 0 mA. To velja v obeh primerih z OM in brez, vendar je zaradi enostavnosti prikazana le ena primerjava.

Image

Oba vzorca, pridobljena z OM.

Slika v polni velikosti

Če pogledamo vgrajene parametre vsakega para vzorcev, je mogoče videti nekatere sledljive trende. Na primer, za vzorce, pripravljene z 90, 0 mA, poroznost in vsebnost SiO 2 kažeta, da prisotnost OM v elektrolitu povzroči rast oksida in tanjšanje sten c-Si v skladu s prejšnjimi opažanji vpliv OM na strukture pSi 5 . Tu predlagamo, da se je struktura stolpcev spremenila. Ta razlaga temelji na primerjavi med okovji, izvedenimi za isti vzorec, s spreminjanjem materiala, ki se uporablja za prikaz optičnega odziva sten, od c-Si v začetnem modelu do polikristalnega velikozrnatega silicija (pclg-Si) v končni fazi model 14, pri čemer so ostale nespremenjene vse ostale komponente. Vzorec z OM se je izkazal bolje, če so bile stene predstavljene s pclg-Si kot pri modelu s c-Si. Po drugi strani je vzorec brez OM pokazal najboljše prileganje, ko je bil v modelu uporabljen c-Si. Optične lastnosti pclg-Si so se izkazale za zelo koristne pri opisovanju vplivov zmanjšanja velikosti stene c-Si pora v pSi, ker je zmanjšanje vrstnega reda obeh sistemov (nanokristali, ki jih predstavljata pclg-Si in nanometrične stene c-Si pora) ima podobne učinke na optični odziv silicija. Takšne učinke lahko opazimo na sliki 6, kjer so prikazani optični spektri c-Si in pclg-Si. Širitev in slabljenje lastnosti (ki predstavljajo interband elektronske prehode) optičnega odziva pclg-Si (~ 3, 4 in 4, 2 eV) v primerjavi s c-Si sta posledica zmanjšanja dolgega obsega 14 . Poleg tega ti rezultati kažejo, da je učinek zmanjšanja velikosti sten c-Si na optični odziv pSi pomembnejši od stopnje površinske oksidacije, nasproti tistemu, ki sta ga predlagala Lugo in sod . 13 .

Image

Slika v polni velikosti

Glede na razdelek spodnjih električnih tokov v tabeli 1 (50, 0 in 6, 0 mA) rezultati kažejo, da je učinek OM manj izrazit kot v primeru vzorcev, pripravljenih z največjim tokom. Kot je razvidno iz preglednice, so vrednosti poroznosti zelo blizu drug drugemu za vzorce z in brez OM pri obeh električnih tokovih, 50, 0 in 6, 0 mA. Poleg tega je tudi vsebnost SiO2 zelo podobna (nič pri 6, 0 mA). Te ugotovitve kažejo na obstoj mejne vrednosti poroznosti, pri kateri lahko OM učinkovito spreminja okostje pSi pod pogoji, določenimi v tem delu za izdelavo vzorcev.

V podporo temu opazovanju smo izvedli spektro-elipsometrično analizo na dveh dodatnih parih vzorcev, pripravljenih s 60, 0 in 75, 0 mA. Povzetek rezultatov je prikazan v tabeli 2. Kot je razvidno, so debelina, poroznost in volumski delež vzorcev med posameznimi vzorci z in brez OM zelo blizu. Ti rezultati podpirajo opazovanje praga poroznosti za delovanje OM na strukturo pSi pod pogoji, ki smo jih preučili tukaj.

Tabela polne velikosti

Slika 7 prikazuje n & k spektre, dobljene iz vgrajenih parametrov vseh pSi struktur, preučenih tukaj. Kot je razvidno, so optične lastnosti vseh vzorcev dobro obnašane in primerljive s značilnimi vrednostmi, navedenimi v literaturi 4 . Poleg tega n & k spektri vzorcev, pripravljenih z in brez OM v elektrolitu pri električnih tokovih 50, 0 in 6, 0 mA, niso pokazali pomembnih razlik. Primerjalno je pri pSi, pripravljenem z 90, 0 mA, viden učinek razlike v poroznosti in vsebnosti oksida med vzorci z in brez rezultatov OM.

Image

Slika v polni velikosti

N vrednosti za vzorce, pripravljene z najnižjim električnim tokom v območju preglednosti (nad 500 nm), kažejo na večjo gostoto teh plasti v skladu z njihovo poroznostjo. Vse lastnosti optičnega odziva c-Si (glej sliko 6) se zdi, da so v n & k spektrih vseh pSi vzorcev oslabljene kot učinek mešanice z zrakom in v nekaterih primerih tudi s SiO 2 . Širitev vrhov pri ~ 3, 4 eV (364 nm) in 4, 2 eV (295 nm) razkriva učinke zmanjšanja velikosti sten v vzorcih, pripravljenih z največjim tokom, kot neposredno rezultat uporabe pclg-Si v modelih.

Absorpcijski koeficient je bil določen iz k spektra vzorcev, pripravljenih pri 90, 0 mA, in je prikazano na sliki 8 v obliki hν vs (αhν) 1/2, da se ugotovijo možne spremembe v pasu pSi zaradi dodajanja OM za elektrolit. Kot je razvidno, obnašanje ploskev kaže na povečanje absorpcije filma, pripravljenega z OM, v elektrolitu, kar je na splošno povezano s povečanjem velikosti okostja, verjetno zaradi manjše poroznosti. Jasno opazujemo tudi ploskve za oba vzorca, ki odstopata od linearnega vedenja, ki ga običajno opazimo pri pSi, proizvedenih iz P + silicijevih podlag (upornost v območju 10–2 Ω-cm). Vendar krivulj ni mogoče neposredno povezati s prehodom zaradi neposredne vrzeli, temveč jih razlagamo bodisi v obliki neprekinjene razporeditve vrzeli pasov bodisi v obliki velike energijske vrzeli, ki ustreza največjemu naklonu, pri čemer je rep z nizko absorpcijo energije povezane z veliko koncentracijo okvare v reži 19 .

Image

Slika v polni velikosti

Sklepi

Trenutno raziskave poroznega silicija vključujejo gradnjo zapletenih struktur z luminescentnimi in / ali fotonskimi lastnostmi. Danes je priprava pSi z obema karakteristikama še vedno zahtevna in obstajajo odprta vprašanja, povezana z različnimi optičnimi lastnostmi pSi glede na pogoje izdelave. Kljub težavam s konstrukcijo splošnega modela za opis optičnega odziva pSi zaradi velike raznolikosti mikrostruktur, ki nastanejo v različnih pogojih elektrokemičnega jedkanja, večina primerov, preučenih tukaj, sodi v obseg obeh predlaganih modelov in teh modelov. parametri donosa za izračun optičnih in strukturnih lastnosti. Metodologija, uporabljena v tem delu za določanje strukturnih in optičnih lastnosti pSi, ima za posledico zelo natančen približek njegovega optičnega odziva. Skozi analizo pSi elipsastičnih geometrijskih podatkov smo dobili dobre približke UV-Vis-NIR optičnih lastnosti ( n & k ) vzorcev, pripravljenih z OM in brez, ter tovrstne lastnosti povezali s posebno mikrostrukturo vsakega vzorca. Ti rezultati nam pomagajo razumeti učinek OM v proizvodnem procesu, ki spreminja debelino in površinsko pasiviranost por ter jih lahko uporabimo kot oblikovalske parametre za razvoj kompleksnih struktur na osnovi pSi.

Dodatne informacije

Kako navajati ta članek : Montiel-González, Z. et al . Vloga oksidativne mešanice kot površinski modifikator poroznih silicijevih mikrostruktur, ki jih ovrednoti spektroskopska elipsometrija. Sci. Rep . 6, 24798; doi: 10.1038 / srep24798 (2016).

Pripombe

Z oddajo komentarja se strinjate, da se boste držali naših pogojev in smernic skupnosti. Če se vam zdi nekaj zlorabe ali ne ustreza našim pogojem ali smernicam, označite to kot neprimerno.