高度应变硅中基于第一原理的拉曼应变偏移测量与预测
摘要：首位原理模拟结合实验测量验证的研究结果可准确预测应变对硅的拉曼位移的影响。首先进行了受应变影响的原胞结构松弛计算，以解决每个应变级别下硅原子的相对位移。接下来，采用密度泛函微扰理论(DFPT)计算高强应变硅的光学声子模式能量并得到应变位移趋势。利用扫描电子显微镜(SEM)结合背散射拉曼光谱对通过自上而下方法制备的硅微梁进行实验表征，使梁材料受到硅氮化物驱动器的内部拉伸应力而达到最大2%的应变程度，从而验证高应变条件下的微扰理论。将结果与声子畸变势理论进行比较，并讨论了文献中各种参数引起的不确定性。实验测得的纵向光学LO (Longitudinal Optical)模式和横向光学TO1 (Transverse Optical TO1)模式的应变位移系数分别为-160.99 cm$^{-1}$和-414.97 cm$^{-1}$，与模拟结果的-175.77 cm$^{-1}$和-400.85 cm$^{-1}$具有良好一致性。
作者：Nicolas Roisin, Marie-St''ephane Colla, Jean-Pierre Raskin, Denis Flandre
论文ID：2212.03049
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-01-31