扩展缺陷作为多晶硅和锗薄膜中声子限制的来源
材料科学
2024-07-04 v1
摘要
我们报告了通过分子束沉积在介电基底上沉积的多晶硅和锗薄膜的拉曼光谱。使用不同波长的激光进行了拉曼研究。通过XRD和TEM研究了多晶薄膜的结构特性。拉曼光谱的特征在于，在TO(c-Si)和TO(c-Ge)声子的主要振动带中，分别在大约500 cm和290 cm处出现了额外的宽峰。结果表明，这些峰对应于晶界区域的散射。对于多晶硅薄膜，观察到TO(c-Si)在520 cm附近的振动带出现红移和不对称展宽，而在多晶锗的光谱中仅观察到对称展宽。在考虑通过XRD获得的相干散射域尺寸的情况下，在声子限制理论的框架内对拉曼线形进行了建模。该模型包括了在多晶薄膜中观察到的对称带展宽。结果表明，多晶硅薄膜中可能存在声子传播的限制。使用密度泛函理论模拟了声子色散和声子态密度。研究发现，声子限制与晶界有关，而不是与其他扩展缺陷（如孪晶（多重孪晶、孪晶界））有关，后者的出现不会导致声子色散和声子态密度的显著变化。
引用
@article{arxiv.2403.09679,
title = {Extended defects as a source of phonon confinement in polycrystalline Si and Ge films},
author = {Larisa V. Arapkina and Kirill V. Chizh and Oleg V. Uvarov and Valery V. Voronov and Vladimir P. Dubkov and Mikhail S. Storozhevykh and Maksim V. Poliakov and Lidiya S. Volkova and Polina A. Edelbekova and Alexey A. Klimenko and Alexander A. Dudin and Vladimir A. Yuryev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.09679},
year = {2024}
}
备注
46 pages, 23 figures, 1 table