硅基G中心集合体的光学性质
摘要：硅中的G中心是由离位/置换碳对与离位硅相互作用形成的，通过离子注入到硅层片上获得。对于这种在通信波长范围发射的硅点缺陷，我们通过时间分辨光致发光光谱探究了其载流子动力学。具体而言，我们在不同的激发能量、入射功率、辐射通量和温度条件下进行了详细的光致发光实验，以研究辐射和非辐射复合通道对G中心光谱、光量子效率和寿命的影响。在969 meV（约1280 nm）处出现的尖锐线以及向低能量发展的宽而不对称的边带与通过选择性地对每个光谱分量进行时间分辨实验所展示的复合动力学具有相同的特征。这个特点说明了这两个发射带的共同起源，而且可以明确地归因于零声子线和相应的声子边带。在Huang-Rhys理论和非微扰计算的框架下，我们估计G中心的电子波函数的空间延伸长度为1.6±0.1 Å。在低温下测量的辐射复合时间在6 ns的范围内。根据温度的辐射与非辐射复合速率的估计进一步证明了常数辐射寿命。最后，尽管G中心是硅中的浅能级，但我们发现其德拜-沃勒因子的值与宽带隙材料中的深能级相当。我们的结果显示了G中心作为一种固态发光源在常见的硅平台上集成到光电子器件中的潜力。
作者：C. Beaufils, W. Redjem, E. Rousseau, V. Jacques, A. Yu. Kuznetsov, C. Raynaud, C. Voisin, A. Benali, T. Herzig, S. Pezzagna, J. Meijer, M. Abbarchi, G. Cassabois
论文ID：1708.05238
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2018-01-17