Si/SiO纳米团簇薄膜的结构和光致发光研究

Structure and Photoluminescence of Si/SiO Cluster-assembled nanofilms

项目批准号：29890210、19634030

　　低能团簇束流沉积（LECBD）技术是近年来发展起来的一种新的团簇和团簇薄膜制备技术，可以实现以团簇为基元组装新材料，并可获得具有良好的尺寸均一性、分散性、表面和界面特性的超微量子结构和优良的奇异性质，是制备纳米结构的一种有效手段。最近我们利用该技术成功地制备出了嵌埋有纳米Si团簇的SiO纳米团簇薄膜，并在400纳米附近观察到光致发光现象。透射电镜观察表明，薄膜基本上由尺寸比较均匀的颗粒组装而成，颗粒的平均尺寸约为10nm。利用x射线光电子能谱研究薄膜的化学组成，发现在一定的制备条件下，由于SiO蒸气在形成团簇的过程中发生了歧化反应，导致组成团簇薄膜的颗粒中含有一定比例的纳米Si， 这是造成薄膜光致发光的主要原因。由于纳米Si的尺寸很小，存在较强的量子尺寸效应，导致发光波长在400nm附近。另外，在393nm处还存在一个肩峰，这是SiO颗粒内的缺氧中心引起的。

● 主要研究成果

Fig.1 TEM micrograph of SiO nanofilm       with a deposition rate of 0.2nm/s 　　 　at a deposition time of 1min	Fig.2 XPS spectra in region of binding energyfor 　　　 Si2p electrons:    (a) before argon ion sputtering for 10min;    (b) after argon ion sputtering for 10min