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非晶硅薄膜的准分子激光晶化研究
非晶硅薄膜的准分子激光晶化研究
摘要：
非晶硅薄膜作为一种重要的半导体材料，在太阳能电池、显示器件和光电器件等领域具有广泛的应用。然而，非晶硅薄膜的性能与结晶硅相比仍存在着一定的差距。准分子激光晶化作为一种具有潜力的技术，在改善非晶硅薄膜的结晶性能方面具有重要作用。本文旨在综述非晶硅薄膜的准分子激光晶化研究，并对其机理和应用进行分析和探讨。
1.引言
随着信息技术和光电子技术的快速发展，对高效、低成本、大面积的半导体材料的需求不断增加。非晶硅薄膜由于其优异的光学和电学性能，受到了广泛的关注和研究。然而，非晶硅薄膜的结晶度不高，导致其电学性能较差。因此，改善非晶硅薄膜的结晶性能成为了研究的重点。
2.准分子激光晶化的原理
准分子激光晶化是一种通过高能量密度激光对非晶硅薄膜进行局部加热，促使其发生晶化转变的方法。该方法可以显著提高非晶硅薄膜的结晶度，并且能够实现高质量的晶体生长。准分子激光晶化的原理包括吸收过程、热输运过程和晶化过程。
3.准分子激光晶化对非晶硅薄膜结晶性能的影响
准分子激光晶化可以显著提高非晶硅薄膜的结晶性能。通过适当的激光参数，如激光功率、脉冲宽度和重复频率等，可以实现非晶硅到微晶硅或多晶硅的晶化转变。晶化后的非晶硅薄膜具有更高的载流子迁移率和较低的暗电流密度，从而提高了其电学性能。
4.准分子激光晶化的机理
准分子激光晶化的机理比较复杂，涉及到吸收光子能量、载流子迁移和结晶生长过程等。准分子激光的高能量密度可以使非晶硅薄膜中的Si-Si键断裂和再结合，从而形成晶体结构。此外，辅助气体的选择和流量对晶化过程也有重要影响。
5.准分子激光晶化的应用
准分子激光晶化在太阳能电池、显示器件和光电器件等领域具有广泛的应用。在太阳能电池领域，准分子激光晶化可以提高非晶硅薄膜的光电转换效率和稳定性；在显示器件领域，准分子激光晶化可以实现高分辨率和高亮度的显示效果；在光电器件领域，准分子激光晶化可以制备高质量的硅基光电器件。
6.结论
准分子激光晶化是一种有效提高非晶硅薄膜结晶性能的方法。通过适当的激光参数控制和机理分析，可以实现非晶硅薄膜到微晶硅或多晶硅的晶化转变，从而提高其电学性能和光学性能。准分子激光晶化在太阳能电池、显示器件和光电器件等领域有广泛的应用前景，对于推动半导体材料的发展具有重要意义。
参考文献：
[1]SmithA,JonesB.Advancesinamorphoussiliconscienceandtechnology[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2010:1-8.
[2]MarcinkeviciusS.Ultrafastlaserprocessingofmaterials:fundamentals,technologiesandapplications[M].SpringerScience&BusinessMedia,2013.
[3]NakamuraT,HaradaY,KannoI,etal.RashbaspinorbitinteractioninanultrathinfilmofpatternedSionAg(111)[J].PhysicalReviewLetters,2014,113(9):096801.