黑硅中时间分辨辐射复合

黑硅 (b-Si) 因其在传感器、太阳能电池和电池电极等应用领域的优异光学、电子和结构性能而受到广泛关注。已使用多种方法表明可生产具备应用质量的 b-Si，其表现出光发射特性。光致发射是识别复合途径且优化器件质量的有用技术。本文报道了采用热氧化、光刻胶涂覆和氯化物等离子体刻蚀制备的 b-Si 中辐射复合动力学结果。我们识别出一种与表面缺陷非辐射复合竞争的超快蓝色发射成分，表征为无声辐射复合。该成分涉及两种衰减过程，峰值能量约为 480 nm，具有约 15 ps 的快分量和约 50 ps 的慢分量。该发射表现出红色光谱区域的时间常数为 1500 ps 的缓慢过程。当平滑表面后，载流子寿命提高至约 4500 ps，发射峰蓝移，表明尺寸缩小。结果与透射电子显微镜、局部振动模式和光谱椭圆率相关，并通过量子效应加以解释。