非晶硅中的自离子注入与结构弛豫
材料科学
2025-07-28 v2 应用物理
摘要
自离子注入非晶化是研究非晶硅（a-Si）结构与性质的成熟方法。涨落电子显微镜（FEM）在该系统中持续观察到中程有序（MRO），这与连续随机网络（CRN）模型不一致。利用该技术，我们发现MRO程度在热退火时首先增加，随后降低，最终再结晶。我们结合先前的实验研究以及近期关于在a-Si中亚晶（PC）模型优于CRN模型的理论观测，对这一新结果进行了讨论。在远高于非晶化所需最低值的离子剂量下，PC相中发现高缺陷密度，该缺陷在500°C下退火消除。500°C退火后的PC结构独立于初始注入条件，似乎代表了一种亚稳态且高度有序的结构。更高温度的退火导致MRO程度降低，结构趋近但未达到完全的连续随机网络，最终在600°C以上结晶。高剂量注入的效应是增加注入态的缺陷密度，这些缺陷的退火可能是低温下出现显著特征热演化的原因。
引用
@article{arxiv.2506.00176,
title = {Self-ion implantation and structural relaxation in amorphous silicon},
author = {J. M. Gibson and Robe Elliman and T. Susi and C. Mangler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.00176},
year = {2025}
}