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Enregistrement W3185837791 · doi:10.1149/ma2021-0121856mtgabs

Effect of Sputtering Parameters on the Optical Properties of Luminescent Eu-Doped SiO<sub>x</sub> Thin Films

2021· article· en· W3185837791 sur OpenAlexaff
Fahmida Azmi, Yuxuan Gao, Peter Mascher

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueSilicon Nanostructures and Photoluminescence
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSputteringMaterials scienceThin filmDopingSputter depositionSiliconAnalytical Chemistry (journal)Electron cyclotron resonanceLuminescencePartial pressurePlasma-enhanced chemical vapor depositionOptoelectronicsArgonNanotechnologyOxygenChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Luminescent silicon (Si) based structures that are compatible with the existing complementary metal oxide semiconductor industry has drawn significant interest with the vision of developing an integrated optoelectronic platform on monolithic Si [1]. Such luminescent structures find several applications in inter- and intra-chip optical interconnects, microdisplay, biological detections, and solid-state lighting [2, 3]. The outstanding optical properties and chemical stability of rare earth materials make doping Si with rare earths a promising approach to obtain bright emission from Si-based structures [4]. In this work, we have investigated the influence of sputtering power and argon (Ar) partial pressure on the optical properties and the composition of europium (Eu) doped silicon oxide (SiOx) thin films. For this purpose, the thin films were fabricated by electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition (ECR-PECVD) with in-situ magnetron sputtering on a p-type 3" Si (100) substrate. Silane (SiH4) and oxygen (O2) were used as precursor gases, and a solid 99.9% pure Eu as the sputtering target. Ar was used as the sputtering gas and brought into the chamber through a gas injection ring. A set of samples was prepared by changing the Ar flow rate ranging from 10 to 40 cubic centimeters per minute at standard temperature and pressure (sccm) in steps of 10 sccm. Another set of samples was fabricated by varying the sputtering power from 20 to 30W in steps of 5W. Post-deposition annealing was performed at a higher temperature from 900°C to 1200°C in ambient nitrogen and a mixture of nitrogen (95%) and hydrogen (5%) atmosphere. The effect of hydrogen passivation has also been studied in this work. The compositional analysis was performed by Rutherford backscattering spectrometry (RBS) and elastic recoil detection analysis (ERDA). We found that the doping concentration was strongly influenced by the sputtering power, and it is slightly affected by the Ar partial pressure. The thickness, refractive index, and absorption coefficient of the thin films were obtained from variable angle spectroscopic ellipsometry (VASE) analysis. The dependency of the thickness and the optical parameters on sputtering power and Ar partial pressure was also analyzed. In addition, the luminescence properties of Eu doped SiOx films have been investigated. A bright white emission was observed due to the transition between 4f65d and 4f7energy levels of Eu2+ ion from all the films, which can be seen by the naked eye under daylight conditions. The relation between intensity and doping concentration was also discussed. [1] Lin, R. Huang, H. Wang, Y. Wang, Y. Zhang, Y. Guo, ... and H. Li, “Dense nanosized europium silicate clusters induced light emission enhancement in Eu-doped silicon oxycarbide films,” J. Alloys Compd., vol. 694, pp. 946–951, 2017, doi: 10.1016/j.jallcom.2016.10.132. [2] D. Thomson, A. Zilkie, J. E. Bowers, T. Komljenovic, G. T. Reed, L. Vivien, ... and J. M. Hartmann, , “Roadmap on silicon photonics,” J. Opt. (United Kingdom), vol. 18, no. 7, pp. 1–20, 2016, doi: 10.1088/2040-8978/18/7/073003. [3] H. Jeong, S. Lee, G. Y. Sung, and J. H. Shin, “Design and fabrication of Tb3+-doped silicon oxy-nitride microdisk for biosensor applications,” IEEE Photonics Technol. Lett., vol. 23, no. 2, pp. 88–90, 2011, doi: 10.1109/LPT.2010.2091268. [4] L. Li, J. Zheng, Y. Zuo, B. Cheng, and Q. Wang, “Strong Eu2+ light emission in Eu silicate through Eu3+ reduction in Eu2O3/Si multilayer deposited on Si substrates,” Nanoscale Res. Lett., vol. 8, no. 1, p. 194, 2013, doi: 10.1186/1556-276x-8-194.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,227
Écart entre enseignants0,211 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
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