激光烧蚀制备纳米硅晶粒成核区动力学研究

本工作拟采用脉冲激光烧蚀技术，分别通过引入氩气流、外加电场和引入连续激光光束的方法，对烧蚀产物和纳米硅晶粒施加垂直于羽辉轴线方向上的外力，在羽辉下方平行于羽辉方向的衬底上沉积制备纳米硅晶薄膜；采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、x射线衍射（XRD）、Raman和光致发光（PL）谱等技术，研究距靶不同位置的薄膜中晶粒尺寸分布和数密度分布的特征；与未引入外力时的相应结果比较，并改变引入外力的位置，结合晶粒形成和输运的动力学过程分析，提出定量确定晶粒的成核区特征参量（位置和范围等）的新方法；研究环境气体种类、环境气压、二元环境气体混合比例、靶衬间距等实验参数对成核区特征参量的影响，以探求影响成核区位置和范围的关键因素，揭示激光烧蚀过程中成核区动力学机理。本项目的完成，将为实现晶粒尺寸分布的均匀可控提供理论依据，有助于硅基光电集成技术的发展。