非晶介质中硅纳米晶的拉曼尺寸效应研究（英文）

畅庚榕¹，刘明霞¹，马飞²，孟瑜¹，徐可为^1,2

1. 西安文理学院陕西省表面工程与再制造技术重点实验室2. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室

摘 要：区别于传统的尺寸模型,本研究基于唯象声子受限理论,综合考虑声子波矢q,标准偏差σ,介质受限系数β三者的统一,建立相应的函数关系,着重探讨了非晶包覆硅纳米晶因尺寸效应引起的拉曼频移和非对称性宽化。结果表明,随着硅纳米晶尺寸减小到玻尔半径以下,布里渊区内波矢由准连续转变为离散形式参与散射,此离散波矢能更准确地拟合小尺寸硅纳米晶的拉曼谱线;进一步改变标准偏差σ,精细化调整拉曼谱峰的非对称性。受限系数β则影响了非晶介质的受限势垒高度对峰位频移,尺寸越小,影响越大。最后,本研究建立的理论模型与课题组实验结果、文献数据进行比较,发现综合考虑三者的协同效应有助于更准确地评估非晶包覆型硅纳米晶的尺寸效应、纳米晶的存在形态及其相对比例。

关键词：硅纳米晶;拉曼频移;尺寸效应;声子受限;