《表1 Si CxOy薄膜中Si、C和O组分比例变化》

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《非晶SiC_xO_y薄膜的光致白光发射》

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为研究SiCxOy薄膜的白光发射来源，利用FTIR光谱分析薄膜的化学键合结构。图5为不同C组分比例的SiCxOy薄膜的FTIR光谱。由图5可知，SiCxOy薄膜样品F1在波数～785、～1 030和～2 120 cm–1附近存在3个明显的吸收特征峰信号，分别对应Si–C键、Si–O–Si键和Si–H键伸缩振动吸收峰[26–27]。此外，薄膜在～1 250和～2 800–3 010 cm–1之间存在2个分别对应于Si–CH3键和C–H键的伸缩振动吸收峰[27–28]。随着薄膜中C组分比例的逐渐提高，Si–C键伸缩振动吸收峰强度逐渐增强，相反地，Si–H键伸缩振动吸收峰强度显著减弱，这主要是由于Si–C键结合能大于Si–H键。通过比较图2和图5可以发现，薄膜的白光发射强度和Si–C键伸缩振动吸收峰强度均随薄膜中C组分比例的提高而增大，这种相同的演变趋势说明薄膜发光增强与薄膜中C相关化学键合结构的变化有着密切的关系。在前期研究中，也观察到类似结果，认为富C–SiCxOy薄膜的发光谱中的黄绿光发射主要来自于薄膜中Si–C键相关的缺陷态发光中心[17]，其峰位的蓝移源于薄膜中Si–C键含量的增加而造成其光学带隙变大所致。此外，由于O组分比例较小，富C–SiCxOy薄膜的组分偏离标准化学配比，薄膜中易形成氧空位缺陷。Gallis等认为非晶SiCxOy薄膜的蓝光发射主要源于C相关氧空位缺陷发光中心[29]，从而解释了富C–SiCxOy薄膜的蓝光发光强度随着C组分比例的提高而显著增强。