物质分析中发现，所有相同条件下生长的硅碳棒微米柱，拉曼谱基本相同:除去Si基片峰，硅碳棒微米柱的拉曼峰值出现在795.1和%6etri1，对应于3C-硅碳棒的横向声子峰位和纵向声子峰位，并且除去Si基片峰和3C-硅碳棒峰，整个拉曼谱没有其他峰位出现，进一步证实了生长出的微米柱结构为3C-硅碳棒，这与前面透射电子图像分析结果相一致.在拉曼扫描谱中，由于Si的二阶振动峰位在9201050 ctri 1, 3C-硅碳棒的横向声子模峰位(966 ci 1)也在此区间.因此，3C-硅碳棒的横向声子峰位与Si二阶振动峰位重合，他们之间会相互作用、干扰，因此，利用3C-硅碳棒横向声子模对物质进行分析并不可靠，我们采用3C-硅碳棒的纵向声子模式(TO)来表征硅碳棒微米柱的结晶质量和应力状态。3C-硅碳棒是立方闪锌矿结构，而根据拉曼偏振散射理论，具有闪锌矿结构物质的TO声子模不会发生拉曼激化，也就观测不到拉曼峰。而在分析结果中出现了3C-硅碳棒的 TO峰，这可能是由于以下两个原因:一是采用的是激光而不是平行光作为光源，二是在3C-硅碳棒微米柱表面发生了激光的多次反射，从而，最后得到了3C-硅碳棒的TO峰，这与文献报道的实验分析结果一致[los-aa03C-硅碳棒微米柱的纵向声子模峰(TO峰)如图4-20所示。从图中可以看出，TO峰的半高宽仅为8cm。为了便于比较，我们测量了同一个图谱中，Si基片峰的半高宽为9 c>i 1.越窄的半高宽意味着越好的结晶性，因此3C-硅碳棒微米柱具有良好的结晶性。在3C-硅碳棒的生长过程中，由于Si基片与3C-硅碳棒薄膜之间存在8%的热膨胀系数差异，使得在实验结束的降温过程当中，会在生长的3C-硅碳棒薄膜中形成较大的热应力。如果忽略硅碳棒薄膜与Si基片界面处热膨胀系数的变化，外延层中的平均热应力可以通过弹性形变理论进行计算[[113,114]axTxE氏二—1一r其中，a是Si基片和硅碳棒外延层之间的热膨胀系数之间的差异，0T是硅碳棒晶须生长时的温度和室温之间的差异，E和Y分别是硅碳棒外延层的杨氏模量和泊松系数。对于不同的Si基片而言31:E /(1一Y)m-1科GPaEl(1一Y玉onsc=257 GPa试验中，我们采用的是Si (100)基片，通过计算得到:Q=187 MPa通过拉曼分析谱，我们可以计算出硅碳棒外延层中的残余应力[[113,114].Crro=(796.2士0.3)+(3.88士0.08)P一(2.2士0.4) X 10-2 PZwto=(972.7士0.3)+(4.75士0.09)一(2.5士0.4) x 10-2 PZ(今1)CGto一Gyro=(176.3士0.6) + (8.5士0.2)P一(2.5士1) x 10-3 PZ其中”r。和w田为实际测量得到的硅碳棒的LO和TO峰位，而且通过拉曼分析，我们还可以得到硅碳棒外延层中相对晶格常数的变化(竺)其中as是3C-硅碳棒的晶格常数，将3C-硅碳棒的TO峰位(795.1 ciri 1)，代入方程式4-1和4-2可得。www.zbqunqiang.cn