Nghiên cứu chế tạo nanô tinh thể silíc trong màng sio2 và ứng dụng chế tạo linh kiện điện huỳnh quang

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hµ néi Vũ Văn Thú Nghiên cứu chế tạo nanô tinh thể silíc màng SiO2 ứng dụng chế tạo linh kiện điện huỳnh quang Luận án tiến sĩ kỹ thuật Hà Nội - 2009 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Vũ Văn Thú Nghiên cứu chế tạo nanô tinh thể silíc màng SiO2 ứng dụng chế tạo linh kiện điện huỳnh quang Chuyên ngành : Công nghệ Vật liƯu ®iƯn tư M· sè : 62 52 92 01 Ln ¸n tiÕn sÜ kü tht Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: GS TS Ngun §øc ChiÕn PGS TS Phạm Thành Huy Hà Nội - 2008 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các kết nêu luận án trung thực chưa công bố công trình Tác giả Vũ Văn Thú Lời cám ơn Đầu tiên xin bày tỏ lời cám ơn chân thành kính trọng GS TS Nguyễn Đức Chiến PGS TS Phạm Thành Huy, thầy đà chấp nhận nghiên cứu sinh hướng dẫn suốt trình thực luận án này; điều đà đáp ứng lòng mong ước tiếp cận lĩnh vực vật lý bán dẫn đại Tôi đà học nhiều từ điều dẫn, buổi thảo luận từ nhân cách thầy Tôi cảm phục hiểu biết sâu sắc chuyên môn, khả tận tình thầy Tôi biết ơn kiên trì thầy đà đọc cẩn thận góp ý kiến cho thảo luận án Tôi xin cám ơn TS Phạm Hồng Dương, PGS TS Nguyễn Xuân Nghĩa, ThS Nguyễn Thị Thanh Ngân - Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Công nghệ ViƯt Nam, PGS TS Ngun ThÞ Thơc HiỊn, PGS TS Lê Thị Hồng Hà, ThS Trịnh Thị Loan - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, TS Trần Ngọc Khiêm, TS Nguyễn Anh Tuấn, TS Mai Anh Tuấn, TS Nguyễn Văn Hiếu, TS Nguyễn Ngọc Trung, TS Nguyễn Hữu Lâm, KS Nguyễn Văn Toán, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đà giúp đỡ nhiều suốt trình thực công việc thực nghiệm đề tài, đồng thời có thảo luận gợi mở quý báu trình viết hoàn thiện luận án Tôi xin cám ơn cán nghiên cứu phòng Quang điện tử, thuộc Viện đào tạo Quốc tế Khoa học Vật liệu (ITIMS) đà động viên, giúp đỡ nhiều trình thực công việc thực nghiệm đề tài thảo luận giải thích thành công kết thực nghiệm Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Viện ITIMS ủng hộ to lớn lời khuyên bổ ích suốt thời gian làm nghiên cứu sinh Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Công đoàn Ban Chủ nhiệm Khoa Kỹ thuật Bảo hộ lao ®éng, cịng nh­ b¹n bÌ ®ång nghiƯp ®· đng tạo điều kiện thuận lợi giúp hoàn thành luận án Cuối cùng, muốn dành cho người thân yêu nhất, luận án quà quý giá xin tặng cho mẹ, vợ thân yêu Tác giả luận án Mục lục Trang phụ bìa Trang Lời cam đoan Lời cám ơn Mục lục Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục hình vẽ đồ thị Danh mục bảng Mở đầu Ch­¬ng Tỉng quan vỊ vËt liƯu silÝc cÊu tróc nan«……… … 1.1 TÝnh chÊt quang cđa vËt liƯu b¸n dÉn 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc vùng lượng chất bán dẫn 1.1.2 Các trình phát quang xảy vật liệu bán dẫn 1.1.2.1 Tái hợp chuyển mức thẳng 1.1.2.2 Tái hợp chuyển mức xiên 10 1.1.2.3 Tái hợp thông qua trạng thái exciton 11 1.1.2.4 Tái hợp thông qua donor vµ acceptor……………… 12 1.2 SilÝc tinh thĨ khèi 13 1.2.1 VËt liƯu b¸n dÉn silÝc tinh thĨ khèi 13 1.2.2 CÊu tróc vùng lượng tính chất quang silíc tinh thÓ khèi 14 1.3 VËt liÖu silÝc cÊu tróc nan« 16 1.3.1 C¸c cÊu tróc thÊp chiỊu cđa vËt liÖu silÝc 16 1.3.2 Mét số phương pháp chế tạo vật liệu silíc cấu trúc nan« 17 1.3.3 TÝnh chÊt quang cđa vËt liƯu silÝc cÊu tróc nan« 19 1.4 Các mô hình lý thuyết giải thích chế phát quang cđa vËt liƯu silÝc cÊu tróc nan« 21 1.4.1 Mô hình giam giữ lượng tử 22 1.4.2 Mô hình trạng thái bề mặt Si vµ SiO2 30 1.4.3 Mô hình kết hợp hiệu ứng giam giữ lượng tử hiệu ứng bề mặt …… 31 KÕt luËn ch­¬ng 1…………………………………………………………… 35 Ch­¬ng ChÕ tạo vật liệu số phương pháp nghiên cứu cÊu tróc, tÝnh chÊt quang cđa vËt liƯu silÝc cÊu trúc nanô 36 2.1 Phương pháp phún xạ 37 2.1.1 Nguyên lý phương pháp phún xạ 37 2.1.2 Bia phón x¹ 38 2.1.3 Các kỹ thuật phún xạ 38 2.2 Thùc nghiÖm chÕ tạo màng mỏng SiO2 màng mỏng SiO2 giầu Si (mµng SiO2:Si) 43 2.2.1 Xư lý ho¸ häc bỊ mặt phiến đế 43 2.2.1.1 Mục đích trình xử lý hoá häc……… 43 2.2.1.2 Quy tr×nh xư lý bề mặt phiến đế 43 2.2.2 Chế tạo màng mỏng SiO2 44 2.2.3 Chế tạo màng mỏng SiO2 giầu Si (màng SiO2:Si) 45 2.2.3.1 Tạo bia cho trình phún xạ 46 2.2.3.2 Quá trình phún xạ chế tạo mÉu ……… 47 2.2.3.3 Xö lý nhiệt mẫu sau phún xạ . 2.2.3.4 Các loại mẫu màng SiO2:Si đà chế tạo 2.3 Các phương pháp thực nghiệm nghiên cứu cÊu tróc vµ tÝnh chÊt quang cđa vËt liƯu silÝc cÊu tróc nan« 2.3.1 Phương pháp tán xạ Raman 48 48 49 49 2.3.2 Ph­¬ng pháp nhiễu xạ tia X 52 2.3.3 Phương pháp quang huỳnh quang 54 2.3.4 Ph­¬ng ph¸p phỉ trun qua 56 2.3.5 Phương pháp phổ EDX 59 2.3.6 Phương pháp vạch mũi dò 59 KÕt luËn ch­¬ng 61 Ch­¬ng Nghiên cứu cấu trúc mẫu vai trò nc-Si phát huỳnh quang màng mỏng SiO2:Si cấu tróc nan« 62 3.1 Phỉ EDX cđa c¸c mÉu mµng SiO2:Si 62 3.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X mÉu mµng SiO2:Si 65 3.3 Phổ tán xạ Raman mẫu màng SiO2:Si 67 3.4 Phỉ trun qua mẫu màng SiO2:Si 70 3.5 Vai trò nc-Si phát huỳnh quang màng mỏng SiO2:Si cấu trúc nanô 74 3.5.1 Phổ huỳnh quang màng mỏng SiO2 74 3.5.2 Phæ huúnh quang màng mỏng SiO2:Si chế tạo phương pháp đồng phún xạ 78 KÕt luËn ch­¬ng 84 Ch­¬ng ảnh hưởng điều kiện công nghệ đến tính chất quang màng mỏng SiO2:Si cấu trúc nanô 86 4.1 Sù phô thuéc tÝnh chÊt quang mng mỏng SiO2:Si vào nồng độ Si mẫu 86 4.2 Sù phô thuéc tÝnh chÊt quang mng mỏng SiO2:Si vào nhiệt độ ủ mẫu 92 4.3 Sù phô thuéc tÝnh chÊt quang cđa màng máng SiO2:Si vµo thêi gian đ mÉu 4.4 Sù phô thuéc tÝnh chÊt quang mng mỏng SiO2:Si vào độ dầy 97 mµng 102 KÕt luËn ch­¬ng 4…………………………………………………………… 105 Chương Linh kiện điện huỳnh quang sở vËt liƯu silÝc cã cÊu tróc nan« 107 5.1 LED dùa trªn líp chun tiÕp p-n 108 5.2 LED cã cÊu tróc tô MOS 109 5.3 Một số cấu trúc LED sở vật liệu silíc kích thước nanô 110 5.4 Chế tạo thử nghiệm LED së vËt liƯu silÝc cÊu tróc nan« 111 5.4.1 Cấu trúc LED sở vật liệu silíc cấu trúc nanô 111 5.4.2 Quy trình chế tạo LED theo công nghệ vi điện tử 112 5.4.3 Lớp hoạt động LED (lớp vật liệu phát quang SiO2:Si) 116 5.4.4 Tính chất điện LED đà chế tạo 117 5.4.5 Đặc trưng điện huỳnh quang (EL) LED đà chế tạo 122 Kết luận chương 129 KÕt luËn 130 Danh mục công trình khoa học tác giả liên quan đến luận án 132 Tài liệu tham khảo 134 Danh mục ký hiệu Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt E Energy Năng lượng EC Conduction band energy Năng lượng đáy vùng dẫn EV Valence band energy Năng lượng đỉnh vùng hoá trị EF Fermi energy Năng lượng Fecmi Eg Band gap energy Độ rộng lượng vùng cấm Iex Excitation intensity Cường độ kích thích k Wave vector Véctơ sóng Khối lượng điện tö mo Mass of electron in free space m*e Effective mass of electron Khối lượng hiệu dụng điện tư m*h Effective mass of hole Khèi l­ỵng hiƯu dơng lỗ trống Prf Radio frequency power Công suất nguồn phát rf PAr Argon pressure áp suất khí argôn T Absolute temperature Nhiệt độ tuyệt đối Transmitance Độ truyền qua (%) α Absorption coefficient HƯ sè hÊp thơ λ Wavelength B­íc sãng λex Excitation wavelength B­íc sãng kÝch thÝch T (%) không gian tự Danh mục chữ viết tắt Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt CB Conduction band Vùng dẫn CVD Chemical vapour deposition Lắng đọng pha hoá học EDX Energy dispersive X-ray Phân tán lượng tia X EL Electroluminescence Điện huỳnh quang FN Fowler - Nordheim Fowler - Nordheim FWHM Full width at half maximum Độ rộng bán cực đại ITO Indium Tin Oxide Ôxit Thiếc Inđium LED Light emitting devices Linh kiện phát quang MBE Molecular Beam Epitaxy Epitaxy chùm phân tử MOS Metal – Oxide - Semiconductor nc-Si Nanocrystalline Silicon NBOHC The non-bridging oxygen holecenter Kim loại - Điện môi - Bán dẫn Silíc nanô tinh thể Các liên kết cầu thiÕu «xy PL Photoluminescence Quang huúnh quang PVD Physical vapour deposition Lắng đọng pha vật lý rf Radio frequency Tần số rađiô Vo center The neutral oxygen vacancy Nút khuyết ôxy trung hoà VB Valence band Vùng hoá trị XRD X-ray diffration Nhiễu xạ tia X 136 Thanh Bình, Lê Anh Tú (1996), Phát triển phương pháp micro Raman, micro probe ứng dụng nghiên cứu tính chất quang sợi Si màu vàng, Những vấn đề đại quang học quang phổ, tập I, trang 63 - 68 21 Lưu Văn Thơ (2005), Nghiên cứu chế tạo màng mỏng cấu trúc nano SiO2:Si ứng dụng chế tạo diode phát quang, Luận văn thạc sỹ Khoa học vật liệu, Viện Đào tạo Quốc tế Khoa học vật liệu (ITIMS), Bộ Giáo dục đào tạo 22 Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý hoá lý, NXB Khoa học vµ kü tht, Hµ Néi 23 Ngun TrÝ Tn (2003), Nghiên cứu vật liệu silíc có cấu trúc nanô tinh thể chế tạo phương pháp kết hợp nghiền hành tinh, sol-gel xử lý hoá học khác, Luận văn thạc sỹ Khoa học vật liệu, Viện Đào t¹o Qc tÕ vỊ Khoa häc vËt liƯu (ITIMS), Bé Giáo dục đào tạo 24 Trần Định Tường (2004), “Mµng máng quang häc”, NXB Khoa häc vµ kü thuËt, Hà Nội 25 Vương Sơn (2004), Chế tạo tính chất quang cấu trúc đa lớp Si/SiO2, Luận văn thạc sỹ Khoa học vật liệu, Viện Đào tạo Qc tÕ vỊ Khoa häc vËt liƯu (ITIMS), Bé Gi¸o dục đào tạo Tiếng Anh: 26 D Amans, S Callard, A Gagnaire, and J Joseph (2004), Spectral and spatial narrowing of the emission of silicon nanocrystals in a microcavity, Jour., Appl., Phys., Vol 95, No 9, pp 5010 - 5014 27 I Bineva, D Nesheva, Z Aneva, Z Levi (2007), Room temperature photoluminescence from amorphous silicon nanoparticles in SiOx thin films, J Lumi., Vol 126, pp 497 – 502 28 I Bineva, D Nesheva, M Scepanovic, M Grujic-Brojcin, Z V Popovic, Z Levi (2007), Dependence of photoluminescence from a-Si nanoparticles on 137 the annealing time and exciting wavelength, J Lumi., Vol 126, pp – 13 29 M L Brongersma, P G Kik, A Polman, K S Min, and H A Atwater (2000), Size-dependent electron-hole exchange interaction in Si nanocrystals, Appl., Phys., Lett., Vol 76, No 3, pp 351 - 353 30 P Bettotti, M Cazzanelli, L D Negro, B Danese, Z Gaburro, C J Oton, G.V Prakash and L Pavesi (2002), Silicon nanostructures for photonics, J Phys.: Condens Matter., Vol 14, No 35, pp 8253 - 8281 31 L T Canham (1990), Si quantum wire arrays fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers, Appl., Phys., Lett., Vol 57, pp 1046 - 1048 32 L T Canham (1995), Luminescence bands and their proposed origins in highly porous silicon, Phys., Stat., Sol., Vol 190, pp - 14 33 M Cazzanelli, D Navarro-Urrius, F Riboli, N Daldosso, and L Pavesi, J Heitmann, L X Yi, R Scholz, M Zacharias, and U Gusele (2004), Optical gain in monodispersed silicon nanocrystals, J Appl., Phys., Vol 96, No 6, pp 3164 - 3173 34 I H Campbell and P M Fauchet (1986), The effects of microcrystal size and shape on the one phonon Raman spectra of crystalline semiconductors, Sol., Sta., Comm., Vol 58, pp 739 - 741 35 K Changhun, J Jiho, H Moonsup, P Y Byoung, S H Jung and P Kyoungwan (2006), Annealing effects on the photoluminescence af amorphous silicon-Nitride films, J Korean Physical Society, Vol 48, No 6, pp 1277 – 1280 36 S Charvet, R Madelon, R Rizk, B Garrido, J.R Morante (1999), Substrate temperature dependence of the photoluminescence efficiency of co-sputtered Si/SiO2 layers, J Lumi., Vol 80, pp 241 - 245 37 S Charvet, R Madelon, R Rizk, F Gourbilleau (1999), Ellipsometric spectroscopy study of photoluminescent Si/SiO2 systems obtained by 138 magnetron co-sputtering, J Lumi., Vol 80, pp 257 - 261 38 S Cheylan, N.B Manson, R.G Elliman (1999), Dose dependence of room temperature photoluminescence from Si implanted SiO2, J Lumi., Vol 80, pp 213 - 216 39 T Chu, H Yamada, S Ishida, Y Arakawa (2006), Tunable add-drop multiplexer based on silicon-photonic wire waveguides, IEEE Phot., Technol., Lett., Vol 18, pp 1409 – 1411 40 B D Cullity (1978) “Elements of X-Ray diffraction”, 2nd edition, Addison - Wesley, Reading, MA 41 Frank Cichos, Jurg Martin and Christian von Borczyskowski (2004), Emission intermittency in silicon nanocrystals, Phys., Rev., B, Vol 70, pp 115314 - 115323 42 A G Cullisa, L.T Canham and P.D.J Calcott (1997), The structural and luminescence properties of porous silicon, J Appl., Phys., Vol 82 (3), pp 912 - 957 43 Elena Degoli, Stefano Ossicini, Davide Barbato, Marcello Luppi, Emanuele Pettenati (2000), Symmetry and passivation dependence of the optical properties of nanocrystalline silicon structures, Materials Science and Engineering, B, Vol 69 - 70, pp 444 - 448 44 C Delerue, G Allan, M Lannoo (1999), Optical band gap of Si nanoclusters, J Lumi., Vol 80, pp 65 - 73 45 R A B Devine (1983), Oxygen vacancy creation in SiO2 through ionization energy deposition, Appl., Phys., Lett., Vol 43(11), pp 1056 1058 46 N Daldosso, M Luppi, S Ossicini, E Degoli, R Magri, G Dalba, P Fornasini, R Grisenti, F Rocca, L Pavesi, S Boninelli, F Priolo, C Spinella, and F Iacona (2003), Role of the interface region on the optoelectronic properties of silicon nanocrystals embedded in SiO2, Phys., 139 Rew., B, Vol 68, pp 85327 - 85335 47 Pham Hong Duong (2004), Doctoral Thesis “Study on photoluminescence of silicon nanocrystals”, Osaka University, Japan 48 E W Draeger, J C Grossman, A J Williamson, and G Galli (2004), Optical properties of passivated silicon nanoclusters: The role of synthesis, J.,Chem., Phys., Vol 120, No 22, pp 10807 - 10817 49 A M Emelyanov, N A Sobolev, and E I Shek (2004), Silicon LEDs emitting in the band-to-band transition region: effect of temperature and current strength, Phy., Sol., Sta., Vol 46, pp 40 - 44 50 M K Emsley, O Dosunmu and M Selim (2002), Silicon substrates with buried distributed bragg reflectors for resonant cavity-enhanced optoelectronics, Ieee, J Selected topics in quantum electronics, Vol 8, No 4, pp 948 - 955 51 Y C Fang, Z J Zhang, M Lu (2007), Room temperature photoluminescence mechanism of SiOx film after annealing at different temperatures, J Lumi., Vol 126, pp 145 – 148 52 B Fazio, M Vulpio, C Gerardi, Y Liao, I Crupi, S Lombardo, S Trusso, and F Nerid, Residual (2002), Crystalline silicon phase in silicon-richoxide films subjected to high temperature annealing, J Electrochemical society, Vol 149 , No 7, pp 376 - 378 53 A T Fiory and N.M Ravindra (2003), Light Emission from Silicon: Some Perspectives and Applications, J Electronic Materials, Vol 32, No 10, pp 1043 - 1052 54 G Franzo, A Irrera, E.C Moreira, M Miritello, F Iacona, D Sanfilippo, G Di Stefano, P.G Fallica and F Priolo (2002), Electroluminecence of silicon nanocrystal in MOS structures, Appl., Phys., A: Mater., Sci., Process., Vol 74, No 1, pp - 55 E Gross, D Kovalev, N Kuanzner, J Diener, and F Koch (2003), 140 Spectrally resolved electronic energy transfer from silicon nanocrystals to molecular oxygen mediated by direct electron exchange, Phys., Rev., B, Vol 68, pp 115405 - 115416 56 R Gago, L Vazquez, R Cuerno, M Varela, C Ballesteros, J.M Albella (2001), Production of ordered silicon nanocrystals by low-energy ion sputtering, Appl., Phys., Lett., Vol 78, No 21, pp 3316 - 3319 57 S V Gaponenko (1998), Optical Properties of Semiconductor nanocrystals, Cambridge University Press, Cambridge 58 Osamu Hanaizumi, Kazutaka Ono, and Yuichi Ogawa (2003), Blue-light emission from sputtered Si:SiO2 films without annealing, Appl., Phys., Lett., Vol 82, No 4, pp 538 - 541 59 N A Hill, K B Walley (1996), A theoretical study of light emission from nanoscale silicon, J.Electronic materials, Vol 25, pp 269 - 285 60 F Hippert, E Geissler, J L Hodeau, E Lelievre, J R Regnard (2006), “Neutron and X-Ray Spectroscopy”, Springer 61 Pham Van Huong, Phan Hong Khoi, Ngo Thi Thanh Tam, Phan Le Phuong Hoa, and Le Thi Cat Tuong (1999), A Raman spectroscopic study of photoluminescent yellow silicon-based fibers, J Inorganic Materials, Vol 1, pp 209 - 212 62 S Huet, G Viera, L Boufendi (2002), Effect of small crystal size and surface temperature on the Raman spectra of amorphous and nanostructured Si thin films deposited by radiofrequency plasmas, Thin Solid Films, Vol 403 - 404, pp 193 - 196 63 Bui Huy, Phi Hoa Binh, Bui Quang Diep, Phi Van Luong (2003), Effec of ageing on the luminescence intensity and lifetime of porous silicon: roles of recombination centers, Physica E, Vol 17, pp 134 – 136 64 F Iacona, G Franzu, V Vinciguerra, A Irrera and F Priolo (2001), Influence of the spatial arrangement on the quantum confinement 141 properties of Si nanocrystals, Opt., Materials, Vol 17, pp 51 - 55 65 A Irrera, D Pacifici, M Miritello, G Franzu, F Priolo, F Iacona, D Sanfilippo, G Di Stefano and P.G Fallica (2003), Light emitting devices based on silicon nanostructures, NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry, Vol 93, Kluwer Academic Publishers 66 A Irrera, F Iacona, D Pacifici, M Miritello, G Franzu, D Sanfilippo, G Di Stefano, P.G Fallica and F Priolo (2003), Tuning of the electroluminescence from Si nanocrystals throungh the control of their structural properties, Mas., Res., Soc., Symp., Proc., Vol 737, F11.9.1 67 Phan Hong Khoi, Ngo Thi Thanh Tam, Pham Hong Duong and Nguyen Xuan Nghia (1999), Investigation of vibrational and photoluminescence spectra of nanocrystalline silicon by micro Raman spectroscopy using various laser power, J Raman spectroscopy, Vol 30, pp 385 - 389 68 Phan Hong Khoi, Ngo Thi Thanh Tam, Dao Duc Khang, Nguyen Xuan Nghia, Le Thi Trong Tuyen (2001), “Raman Scattering study of hydrogenterminated photoluminescent nanocrystalline porous silicon”, Advances in Natural Science, 2, 4, pp 13 - 18 69 P H Khoi, N T T Tam, D X Thanh, P H Duong, V T Bich, P V Phuc, L T C Tuong, N X Chanh, P L P Hoa, N Q Vinh, N T Tai, P V Huong, J L Catin (1996), Photoluminescent yellow silicon fibers and layered structure of porous silicon, Proceeding of the NCST of Vietnam, Vol 8, No 2, pp 83 - 97 70 Keunjoo Kim, M S Suh, T S Kim, C J Youn, E K Suh, Y J Shin, K B Lee, and H J Lee, M H An (1996), Room-temperature visible photoluminescence from silicon-rich oxide layers deposited by an electron cyclotron resonance plasma source, Appl., Phys., Lett., Vol 69, No 25, pp 3908 - 3910 71 P G Kik, and A Polman (2001), Exciton-erbium energy transfer in Si 142 nanocrystal-doped SiO2, Mat., Sci., Eng., B, Vol 81, pp - 72 S Kohli, J.A Theil, R.D Snyder, C.D Rithner and Peter K Dorhout (2003), Fabrication and characterization of silicon nanocrystals by thermal oxidation of a-Si:H films in air, J Vac., Sci., Technol., B, Vol 21 (2), pp.719 - 728 73 Nenad Lalic (2000), Light emitting devices based on silicon nanostructures, KTH, Royal Institute of Technology, Department of Electronics, Stockholm 74 M A Laguna, V Paillard, H Hofmeister (1999), Optical properties of nanocrystalline silicon thin films produced by size-selected cluster beam deposition, J Lumi., Vol 80, pp 223 - 228 75 G Ledoux, J Gong, and F Huiskena (2002), Photoluminescence of sizeseparated silicon nanocrystals: Confirmation of quantum confinement, Appl., Phys., Lett., Vol 80, No 25, pp 4834 - 4838 76 S Libertino, S Coffa, M Saggio (2000), Design Fabrication of Integrated Si-based Optoelectronic Devices, Materials Science in Semiconductor Processing, Vol 3, pp 375 - 381 77 J Linnros and N Lalic (1995), High quantum efficiency for a porous silicon light emitting diode under pulsed, Operation Appl., Phys., Lett., Vol 66, pp 3048 - 1050 78 M A Loureno, M S A Siddiqui, R M Gwilliam, G Shao, K P Homewood (2003), Efficient silicon light emitting diodes made by dislocation engineering, Physica E, Vol 16, pp 376 - 381 79 L I Maissel, R Glang (1970), “Handbook of thin film Technology”, MeGraw - Hill, New York 80 Alexei Malinin, Sergei Novikov, Victor Ovchinnikov, Vadim Sokolov, Olli Kilpela, Timo Saloniemi, and Juha Sinkkonen (2001), Light emission from silicon - based materials, Reports in Electron Physics/25, Hejsinki 143 University of Technology, Espoo 2001 81 Christine Meyer, Heribert Lorenz, Khaled Karrai (2003), Electroluminescence from a current-emitting nanostructured silicon device, Superlattices and Microstructures, Vol 33, pp 339 - 346 M Ohring (1992), “The materials science of thin films”, Academic press, 82 California S M Orbons, M G Spooner, and R G Ellimana (2004), Effect of 83 material structure on photoluminescence spectra from silicon nanocrystals, J Appl., Phys.,Vol 96, No 8, pp 4650 - 4653 V Paillard, P Puech, M A Laguna, R Carles, B Kohn and F Huisken 84 (1999), Improved one-phonon confinement model for an accurate size determination of silicon nanocrystals, J Appl., Phys., Vol 86, No 4, pp.1921 - 1924 Lorenzo Pavesi (2005), Photonics applications of nano-silicon, 85 Dipartimento di Fisica, Universita di Trento, via Sommarive 14, 38050 Povo (Trento), Italy url: http:\\science.unitn.it\semicon L Patrone, D Nelson, V Safarov, M Sentis, W Marine (1999), Size 86 dependent photoluminescence from Si nano clusters produced by laser ablation, J Lumi., Vol 80, pp 217 - 221 Nae-Man Park, Chel-Jong Choi, Tae-Yeon Seong, and Seong-Ju Park 87 (2001), Quantum confinement in amorphous silicon quantum dots embedded in silicon nitride, Phys., Rev., Lett.,Vol 86, No 7, pp 1355 1358 J I Pankove (1971), Optical Properties in Semiconductors, Dover 88 Publications, New York G V Prakash, M Cazzanelli, Z Gaburro and L Pavesi (2002), Nonlinear 89 optical properties of silicon nanocrystals grown by plasma – enhanced chemical vapor deposition, J Appl., Phys., Vol 91, No 7, pp 4607 - 4610 144 G Qin, Y Q Jia (1993), Mechanism of the visible luminescence in porous 90 silicon, solid state commun., Vol 86, pp 559 - 563 G G Qin, J Lin, J Q Duan and G Q Yao (1996), A comparative study of 91 ltraviolet emission with peak wavelengths around 350 nm from oxidized porous silicon and that from SiO2 powder, Appl., Phys., Lett., Vol 69 (12), pp 1689 - 1691 T Qiu, X L Wu, F Kong, H B Ma, Paul K Chu (2005), Solvent effect 92 on light-emitting property of Si nanocrystals, Phys., Lett., A, Vol 334, pp 447 - 452 F Riboli, D Navarro-Urrios, A Chiasera, N Daldosso, L Pavesi, C J 93 Oton, J Heitmann, L X Yi, R Scholz and M Zacharias (2004), Birefringence in optical waveguides made by silicon nanocrystal superlattices, Appl., Phys., Lett., Vol 85, No 7, pp 1268 - 1270 H Richer, Z P Wang, L Ley (1981), The one phonon Raman spectrum in 94 microcrystalline silicon, Sol., Sta., Comm., Vol 39, pp 625 - 629 K Seeger (1991), “Semiconductor Physics”, 5the edition, Springer 95 Verlag Kwang Soo Seol, Akihito Ieki, and Yoshimichi Ohki, Hiroyuki Nishikawa, 96 Masaharu Tachimori (1996), Photoluminescence study on point defects in buried SiO2 film formed by implantation of oxygen, J Appl., Phys., Vol 79 (1), pp 412 - 416 T Shimizu-Iwayama, D.E Hole, P.D Townsend (1999), Excess Si 97 concentration dependence of the photoluminescence of Si nanoclusters in SiO2 fabrication by ion implantation, J Lumi., Vol 80, pp 235 - 239 E F Silva, E A Vasconcelos, B D Stos, J S de Sousa, G A Farias, V 98 N Freire (2000), Dynamics of SiO2:SiOx:Si multilayer growth and interfacial effects on silicon quantum well confinement properties, Materials Science and Engineering, B, Vol 74, pp 188 - 192 145 H Z Song, X M Bao, N S Li, and X L Wu (1998), Strong ultraviolet 99 photoluminescence from silicon oxide films prepared by magnetron sputtering, Appl., Phys., Lett., Vol 72 (30), pp 356 - 358 V Svrcek, A Slaoui, and J C Muller (2004), Ex situ prepared Si 100 nanocrystals embedded in silica glass: Formation and characterization, J Appl., Vol 95, No 6, pp 3158 - 3164 S M Sze (1985), Semiconductor devices, physics and technology, John 101 wiley and Sons, Singapore Du Thi Xuan Thao (2000), Doctoral Thesis, Photoluminescence 102 Spectroscopy on Erbium-Doped and Porous Silicon, University of Amsterdam, The Netherlands, Chapter Le Thi Trong Tuyen, Ngo Thi Thanh Tam, Nguyen Hong Quang, Nguyen 103 Xuan Nghia, Dao Duc Khang, Phan Hong Khoi (2001), Study on hydrogen reactivity with surface chemical species of nanocrystalline porous silicon, Materials Science and Engineering, C, Vol 15, pp 133 - 135 T V Torchynska, A V Hernandez, Y Matsumoto, L Khomenkova, L 104 Shcherbina (2006), Photoluminescence and structure investigations of Si nano-crystals in amorphous silicon matrix, J Non-Crystalline Solids, Vol 352, pp 1188 – 1191 J D L Torre, A Soui, A Poncet, C Busseret, M Lemiti, G Bremond, G 105 Guillot, O Gonzalez, B Garrido, J R Morante, C Bonafos (2003), Optical properties of silicon nanocrystal LEDs, Physica E, Vol 16, pp 326 - 330 S Tripathy, R K Sony, S K Ghoshal and K P Jain (2001), Optical 106 properties of nano-silicon, Bull., Mater., Sci., Vol 24, No 3, pp 285 - 289 Raphael Tsu, Zhe Chuan Feng (1994), Porous silicon, world Scientific 107 publishing I E Tyschenko, L Rebohle, R A Yankov, W Skorupa, A Misiuk, G A 108 Kachurin (1999), The effect of annealing under hydrostatic pressure on the 146 visible photoluminescence from Si+-ion implanted SiO2 films, J Lumi., Vol 80, pp 229 - 233 L Vaccaro, M Cannas, R Boscaino (2008), Phonon coupling of non109 bridging oxygen hole center with the silica environment: Temperature dependence of the 1.9 eV emission spectra, J Lumi.,Vol 128, pp 1132 – 1136 J Valenta, Pelant, Luterova, Tomasiunas, Cheylan, Ellimanr, Linnros and 110 Honerlage (2003), Active planar optical waveguide made from luminescent silicon Nanocrystals, Appl., Phys., Lett., Vol 82, No 6, pp 955 - 957 J Valenta, Nenad Lalic, and Jan Linnros (2004), Electroluminescence of 111 single silicon nanocrystals, Appl., Phys., Lett., Vol 84, No 9, pp 1459 – 1461 Igor Vasiliev, James R Chelikowsky and Richard M Martin (2002), 112 Surface oxidation effects on the optical properties of silicon nanocrystals, Phys., Rev., B, Vol 65 (12), pp 121302 - 121305 G Viera, S Huet, L Boufendi (2001), Crystal size and temperature 113 measurements in nanostructured silicon using Raman spectroscopy, J Appl., Phys., Vol 90 (8), pp 4175 - 4183 G Viera, S Huet, M Mikikian, L Boufendi (2002), Electron diffraction 114 and high-resolution transmission microscopy studies of nanostructured Si thin films deposited by radiofrequency dusty plasmas, Thin Solid Films, Vol 403 - 404, pp 467 - 470 Y Q Wang, G L Kong, W D Chen, H W Diao, C Y Chen, S B 115 Zhang, and X B Liao (2002), Getting high-efficiency photoluminescence from Si nanocrystals in SiO2 matrix, Appl., Phys., Lett., Vol 81, No 22, pp 4174 - 4177 Wai Lek Ng, M A Loureno, R M Gwilliam, S Ledain, G Shao and K P 116 Homewood (2001), An efficient room-temperature silicon - based light- 147 emitting diode, Nature, Vol 410, pp 192 - 194 Robert J Walters, George I Bourianoff and Harry A Atwater (2005), 117 Field-effect electroluminescence in silicon nanocrystals, Nature Materials, Vol 4, pp 143 - 146 K Wasa, M Kitabatake, H Adachi (2004), “Thin film materials 118 technology - Sputtering of compound materials”, William Andrew, Springer A R Wilkinson and R G Elliman (2004), The effect of annealing 119 environment on the luminescence of silicon nanocrystals in silica, J Appl., Phys., Vol 96, No 7, pp 4018 - 4020 S Z Weisz, R K Soni, L F Fonseca, O Resto, M Buzaianu (1999), Size 120 - dependent optical properties of silicon nanocrystals, J Lumi., Vol 83 - 84, pp 187 - 191 M V Wolkin, J Jorne, P M Fauchet, G Allan and C Delerue (1999) 121 Electronic States and Luminescence in Porous Silicon Quantum Dots: The Role of Oxygen, Phys., Rev., Lett., Vol 82, No 1, pp 197 - 200 X Wu, Ch Ossadnik, Ch Egg and S Veprek (2002), Structure and 122 photoluminescence features of nanocrystalline Si/SiO2 films produced by plasma chemical vapor deposition and post-treatment, J Vac., Sci., Techno., B, Vol 20 (4), pp 1368 - 1378 X Wu, A Bek, A.M Bittner, S Veprek, (2003), The effect of annealing 123 conditions on the red photoluminescence of nanocrystalline Si/SiO2 films, Thin Solid Films, Vol 425, pp 175 - 184 Y Zhao, D Li, S Xing, W Sang, D Yang, M Jiang (2008), Effect of 124 rapid thermal treatment on photoluminescence of surface passivated porous silicon, J Lumi, Vol 128, pp 317 – 320 J Zi, K Zhang and X Xie (1997), Comparison of models for Raman 125 spectra of Si nanocrystals, Phys., Rev.,B, Vol 55, No 15, pp 9263 - 9266 148 ... nghiên cứu chế tạo thử nghiệm linh kiện điện huỳnh quang sở vật liệu silíc có cấu trúc nanô Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án: a Nghiên cứu chế tạo màng mỏng SiO2, SiO2: Si - Chế tạo màng SiO2. .. dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Vũ Văn Thú Nghiên cứu chế tạo nanô tinh thể silíc màng SiO2 ứng dụng chế tạo linh kiện điện huỳnh quang Chuyên ngành : Công nghệ Vật liệu điện tử MÃ... Như việc nghiên cứu chế tạo vật liệu silíc có cấu trúc nanô, ứng dụng việc chế tạo linh kiện điện huỳnh quang đà vấn đề quan tâm nghiên cứu giới nước Đây sở để lựa chọn nội dung nghiên cứu luận