低温纳米晶硅的微结构和生长动力学研究

纳米晶硅是近年来的研究热点，除了其低维特性，如在可见光发光、量子输运、量子振荡以及研制量子功能器件等方面令人瞩目之外，在大面积电子学、显示技术和光伏等领域中有着非常明确的应用前景。在廉价玻璃衬底上低温制备纳米晶硅，可大大减低产品成本，是目前市场的急切需要。如何控制早期非晶层的形成、实现纵向均匀生长是低温晶化的关键问题。本课题的研究内容是在廉价玻璃衬底所能承受的温度下，探讨最佳技术路线，通过气相反应和原子氢的作用提高生长基元的表面迁移率，实现低温直接晶化；通过原子力显微镜对处在不同生长期的样品表面进行观察，跟踪生长全过程，获得生长动力学可视性图象；研究表面均方根粗糙度与生长时间的关系，揭示其生长模式与机制；通过透射电子显微镜对样品剖面的观察，验证纵向生长均匀性；借助中程有序的研究，探讨纳米硅形成过程中有序度的变化；通过动力学Monte Carlo模拟获得纳米晶硅低温生长的动态模型。