Studies of the Oscillator Strengths of Infrared Vibrational Modes in Glow-Discharge Hydrogenated Amorphous Silicon

The infrared oscillator strengths of the stretching and wagging/rocking modes in glow‐discharge hydrogenated amorphous silicon, a‐Si, is compared to similar data reported recently for sputtered material. For both materials the integrated band intensity of the wagging/rocking mode at 640 cm−1 is proportional to the total hydrogen concentration, NH and is independent of preparation conditions. The derived oscillator strength for the latter mode is identical in glow‐discharge and sputtered a‐Si films. In contrast, the integrated band intensity of the composite silicon‐hydrogen stretching mode is film dependent; the derived average oscillator strength, Γs (2000 + 2100), is significantly smaller in glow‐discharge, compared to sputtered a‐Si. A reanalysis of previous isothermal dehydrogenation data is presented in which Γs (2000 + 2100) is shown to be a function of NH and increases markedly at hydrogen contents < 10 at%. No conclusions can be drawn, however, concerning the oscillator strengths of the deconvoluted bands at 2000 and 2100 cm−1 occurring within the stretching region. A previously proposed model for the mechanism of the dehydrogenation of a‐Si is unaffected by the present results. Die Infrarot‐Oszillatorstärken der „Stretching”︁‐ und „Wagging/Rocking‐Moden”︁ in hydrogenisiertem amorphem Silizium, a‐Si, das durch Glimmentladung hergestellt wurde, werden mit ähnlichen Werten verglichen, die kürzlich für gesputtertes Material berichtet wurden. Für beide Materialien ist die integrierte Bandenintensität der „Wagging/Rocking”︁‐Mode bei 640 cm−1 proportional zur gesamten Wasserstoffkonzentration, NH, und unabhängig von den Präparationsbedingungen. Die abgeleitete Oszillatorstärke für letztere Mode ist identisch in a‐Si‐Schichten, die sowohl durch Sputtern als auch durch Glimmentladung hergestellt werden. Im Gegensatz dazu ist die integrierte Bandenintensität der kombinierten Silizium‐Wasserstoff „Stretching”︁‐Mode schichtabhängig; die abgeleitete mittlere Oszillatorstärke, Γs (2000 + 2100) ist beträchtlich geringer in Glimmentladungs‐a‐Si verglichen mit gesputtertem a‐Si. Eine erneute Analyse früherer isothermer Dehydrogenisierungswerte wird durchgeführt, in der gezeigt wird, daß Γs (2000 + 2100) eine Funktion von NH ist und bei Wasserstoffkonzentrationen < 10 At% merklich ansteigt. Jedoch lassen sich keine Schlüsse bezüglich der Oszillatorstärken in den entfalteten Banden bei 2000 und 2100 cm−1 ziehen, die innerhalb des „Stretching”︁‐Bereichs auftreten. Ei