多孔硅微拉曼谱的温度效应研究.pdf

第27卷第5期 湖南科技学院学报 V01．27NO．5 JournalofHunan ofScienceand 2006年5月 University Engineering May．2006 多孑L硅微拉曼谱的温度效应研究 万小军1黄小青2何兴z 摘要：运用微拉曼谱仪以不同功率的激光入射到用阳极脉冲腐蚀制备的多孔硅样品研究多孔硅的热稳定性。用斯托克斯与 反斯托克斯散射强度的比率确定样品的温度。观察比较不同温度下多孔硅样品的拉曼谱趋向，发现在激光功率与样品温度之间的 关系曲线上分为三个过程，与拉曼频移和拉曼强度的曲线相一致。所有现象都可以用Si-O健和非晶si被光氧化的机制解释。 关键词：多孔硅；热稳定·li；微拉曼谱 中图分类号：0433．2 文献标识码：A 文章编号：1673—2219(2006)05—0053一03 1 引 言 影响多孔硅热传导系数的因素有两个‘1’2]：其策结构和多孔度。多孔硅可以视为由纳米硅柱的阵列和孔洞组成。但由于制备工艺的 不完善，我们现在还不能把这些硅柱排成有序的行列。实际上，它像海绵体一样无序，且其柱径高斯分布的多样化。这种海绵状无序 状态防碍了多孔硅对热的传导。当硅柱的直径越小，多孔率增加时，这种作用就越大。因为孔洞对热导的贡献是非常微小的(O．26w，mk) ∞]，所以可以认为多孔硅中的孔洞是隔热的。多孔硅的多孔度越大，这种作用愈明显[3-9]。 2实验条件与方法 三个样品的多孔层厚度均为200]协n左右。它们的多孔率分别59％，54％和47％。 光的功率从0．05mW～3．0 mw。入射光光斑直径为2／am。收集到的信号主要来自于表面下2／an深的一层。这个深度比样品厚度小将近 100倍。在室温下并且没有偏振的条件下，除激光外无其它热源。 样品的温度可以由斯托克斯与反斯托克斯散射强度比率的表达式求得：!竺：!垡±竺!．exD仁垒垡、 ，， (q—q)4～“盯7 式中／as和L分别为斯托克斯散射强度和反斯托克斯散射强度，从一个特定的振动模式频率以，中收集信息，劬是激光激发的频 率；R是玻耳兹曼常数，T为温度。 3结果与讨论 图1是入射激光的功率为O．25 mW时没得的样品A的拉曼谱。这时激光入射点的温度可计算出为430k。在这个图中，部分拉曼 cm一。 谱峰位度要乘以20，才得到相似的拉曼谱峰。图中有两个主要的峰值，分别位于516cm。和516cm～，发光峥的半幅宽为9 a 嚣 芝 嚣 毒 曼 It¨H．I频穆(cH’’) 图1样品A的拉曼谱(激光功率0．25roW) 收稿日期：2006--03--23 作者简介：万小军(1973-)，湖南常德人，湖南城市学院计算机科学系讲师，在职硕士研究生，主要研究方向为古体物理学。 万方数据 53 魁 娃 描 崩 一