Formation of silicon nanocrystals by laser processing of silicon rich oxides

Farklı silisyum oranlarına sahip silisyum zengini ince filmler s ön ümsüz dalga lazeriyle tavlanarak silika icine gömül ü silisyum nanokristaller elde edildi. Kimyasal bileşimin, ışınlama süresinin, ve lazer güç yoğunluğunun Si-SiO2 faz ayrışmasına olan etkisi incelendi. Son yıllarda fotovoltaik hücrelerdeki son gelişmelerle birlikte elektromanyetik tayfın daha verimli bir sekilde kullanılması için nanoyapılara olan ilgi de artmıştır. Kuantum hapsolma etkisi sayesinde nanoyapıların bant aralığı artar. Böylece y üksekışığın aşağı cevrimi (Enerjisinin düşür ülmesi) m ümk ün olur. Geleneksel y öntemde Si-SiO2 faz ayrışması için y üksek sıcaklıkta tavlama işlemi uygulanır. Bu işlemler cam alttaşlara ve seri uretimde kullanılan ince film teknolojisine uygun değildir. Yüksek sıcaklık yöntemine alternatif bir yaklaşım lazerle ışınlamadır. Bu çalışmada plazma takviyeli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) ve saçtırma yöntemleri ile üretilen SiOx ince filmler s ön üms üz dalga lazeriyle tavlanmıştır. Tavlanmamış örneklerin bileşimi x-ışını fotoelektron spektroskopisi(XPS), elastik geri tepme deteksiyonu ERDA, ve Rutherford geri saçılma spektroskopisi (RBS) teknikleri ile, optik özellikleri ise elipsometri analiziyle belirlendi. Tavlama argon iyon lazerinin 488 nm dalgaboyu kullanlarak gerçekleştirildi. Tavlama sonucu olusan yapısal etki Raman ve fotol üminesans spektroskopisiyle incelendi. Silisyum nanokristallerin boyut ve miktarının oluşturma gazlarının (Hidrojenle seyreltilmiş SiH4 ve N2O ya da CO2) akıs hızına ve lazer g üç yoğunluğuna bağlı olduğu gösterildi. Hidrojenin faz ayrışmasındaki rol ün ü incelemek icin PECVD ve saçtırma ile hazırlanan filmler karşılaştırıldı.