Ag纳米颗粒等离激元光散射增强对Si刻蚀形貌的影响机制

戴菡^1,2，赵俊凤^1,2，孙杰^1,2，余鑫祥¹，房洪杰^1,2，纪仁龙¹，祝贞凤¹，吕正风²

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摘 要：通过实验与有限元（FDTD）模拟系统研究了不同粒径尺寸的Ag纳米颗粒在P（100）Si表面刻蚀过程中等离激元光散射增强对刻蚀孔形貌的影响。SEM结果表明,刻蚀孔由与粒径尺寸接近的垂直孔演化为一种上大下小的火炬状形貌特征孔,该孔的直径与纳米颗粒尺寸散射半径相仿。模拟不同粒径的Ag纳米颗粒进入刻蚀孔后的光散射特征,证实了Ag纳米颗粒等离激元散射对刻蚀孔初期形成的重要作用。分析表明,基于光照条件下电子-空穴的激发特征,刻蚀孔的形貌主要依赖Ag纳米颗粒等离激元散射的光增强,即通过改变入射光频率以及Ag纳米颗粒粒径可以有效地调控Si表面形貌特征。Ag纳米颗粒等离激元光散射增强技术在Si基太阳能电池、发光二极管（LED）器件等领域有潜在应用前景。

关键词：Ag纳米颗粒;等离激元;Si刻蚀;刻蚀孔形貌;光催化;