We report the photoluminescence (PL) and cathodoluminescence (CL) study of nanostructured poly-crystalline silicon surface fabricated by lithography-less, reactive ion etching process. Photoluminescence in visible range at room temperature with peak position between 630 nm and 720 nm is observed without any oxidation or annealing steps. X-ray photoemission (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES) revealed the presence of silicon oxide. The observed cathodoluminescence in green and red regions of the visible spectrum are due to nano-scaled tips and their coating with nonstoichiometric silicon oxide.

2.
S.
Godefroo
,
M.
Hayne
,
M.
Jivanescu
,
A.
Stesmans
,
M.
Zacharias
,
O. I.
Lebedev
,
G.
Van Tendeloo
, and
V. V.
Moshchalkov
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
174
(
2008
).
3.
L. T.
Canham
,
Appl. Phys. Lett.
57
,
1046
(
1990
).
4.
C.
Wu
,
C. H.
Crouch
,
L.
Zhao
, and
E.
Mazur
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1999
(
2002
).
5.
X. X.
Wang
,
J. G.
Zhang
,
L.
Ding
,
B. W.
Cheng
,
W. K.
Ge
,
J. Z.
Yu
, and
Q. M.
Wang
,
Phys. Rev. B
72
,
195313
(
2005
).
6.
J.
Heitmann
,
F.
Muller
,
M.
Zacharias
, and
U.
Gosele
,
Adv. Mater.
17
,
795
(
2005
).
7.
S.
Ogut
,
J. R.
Chelikowsky
, and
S. G.
Louie
,
Phys. Rev. Lett.
79
,
1770
(
1997
).
8.
G.
Hadjisavvas
and
P. C.
Kelires
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
226104
(
2004
).
10.
H.
Jansen
,
M.
Deboer
,
R.
Legtenberg
, and
M.
Elwenspoek
,
J. Micromech. Microeng.
5
,
115
(
1995
).
11.
H. C.
Yuan
,
V. E.
Yost
,
M. R.
Page
,
P.
Stradins
,
D. L.
Meier
, and
H. M.
Branz
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
123501
(
2009
).
12.
L. L.
Ma
,
Y. C.
Zhou
,
N.
Jiang
,
X.
Lu
,
J.
Shao
,
W.
Lu
,
J.
Ge
,
X. M.
Ding
, and
X. Y.
Hou
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
171907
(
2006
).
13.
C.
Wu
,
C. H.
Crouch
,
L.
Zhao
,
J. E.
Carey
,
R.
Younkin
,
J. A.
Levinson
,
E.
Mazur
,
R. M.
Farrell
,
P.
Gothoskar
, and
A.
Karger
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
1850
(
2001
).
14.
V.
Ovchinnikov
,
A.
Malinin
,
S.
Novikov
, and
C.
Tuovinen
,
Mater. Sci. Eng., B
69
,
459
(
2000
).
15.
A.
Wellner
,
R. E.
Palmer
,
J. G.
Zheng
,
C. J.
Kiely
, and
K. W.
Kolasinski
,
J. Appl. Phys.
91
,
3294
(
2002
).
16.
S.
Kalem
,
P.
Werner
,
B.
Nilsson
,
V. G.
Talalaev
,
M.
Hagberg
,
O.
Arthursson
, and
U.
Sodervall
,
Nanotechnology
20
,
445303
(
2009
).
17.
Y.
Chen
and
G. L.
Liu
, in Proceedings of the 37th IEEE Photovoltaic Specialist Conference, Seattle, WA, 19-24 June
2011
.
18.
L. N.
Dinh
,
L. L.
Chase
,
M.
Balooch
,
W. J.
Siekhaus
, and
F.
Wooten
,
Phys. Rev. B
54
,
5029
(
1996
).
19.
A. N.
Trukhin
,
M.
Goldberg
,
J.
Jansons
,
H.-J
Fitting
, and
I. A.
Tale
,
J. Non Cryst. Solids
223
,
114
(
1998
).
20.
S.
Kalem
,
P.
Werner
,
O.
Arthursson
,
V.
Talalaev
,
B.
Nilsson
,
M.
Hagberg
,
H.
Frederiksen
, and
U.
Sodervall
,
Nanotechnology
22
,
235307
(
2011
).
21.
T. D.
Shen
,
I.
Shmagin
,
C. C.
Koch
,
R. M.
Kolbas
,
Y.
Fahmy
,
L.
Bergman
,
R. J.
Nemanich
,
M. T.
McClure
,
Z.
Sitar
, and
M. X.
Quan
,
Phys. Rev. B
55
,
7615
(
1997
).
22.
H.
Wong
,
Microelectron. Reliab.
42
,
317
(
2002
).
23.
T.
Shimizuiwayama
,
S.
Nakao
, and
K.
Saitoh
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
1814
(
1994
).
24.
Z. F.
Ding
,
B. M.
Quinn
,
S. K.
Haram
,
L. E.
Pell
,
B. A.
Korgel
, and
A. J.
Bard
,
Science
296
,
1293
(
2002
).
25.
M. V.
Zamoryanskaya
and
V. I.
Sokolov
,
Semiconductors
41
,
462
(
2007
).
26.
H.
Nishikawa
,
T.
Shiroyama
,
R.
Nakamura
,
Y.
Ohki
,
K.
Nagasawa
, and
Y.
Hama
,
Phys. Rev. B
45
,
586
(
1992
).
27.
L. S.
Liao
,
X. M.
Bao
,
N. S.
Li
,
X. Q.
Zheng
, and
N. B.
Min
,
J. Lumin.
68
,
199
(
1996
).
28.
J.
Pezoldt
,
T.
Kups
,
M.
Stubenrauch
, and
M.
Fischer
,
Phys. Status Solidi C
8
,
1021
(
2011
).
29.
M. V.
Zamoryarskaya
,
V. I.
Sokolov
, and
V.
Plotnikov
,
Appl. Surf. Sci.
234
,
214
(
2004
).
30.
R. J.
Elliot
and
A. F.
Gibson
,
An Introduction to Solid State Physics and its Applications
(
Macmillan
,
New York
,
1974
).
31.
Y. F.
Zhang
,
L. S.
Liao
,
W. H.
Chan
,
S. T.
Lee
,
R.
Sammynaiken
, and
T. K.
Sham
,
Phys. Rev. B
61
,
8298
(
2000
).
32.
F.
Verpoort
,
P.
Persoon
,
L.
Fiermans
,
G.
Dedoncker
, and
L.
Verdonck
,
J. Chem. Soc. Faraday Trans.
93
,
3555
(
1997
).
33.
D. A.
Zatsepin
,
P.
Mack
,
A. E.
Wright
,
B.
Schmidt
, and
H.-J
Fitting
,
Phys. Status Solidi A
208
,
1658
(
2011
).
34.
Z.
An
,
C.
Kamezawa
,
M.
Hirai
,
M.
Kusaka
, and
M.
Iwami
,
J. Phys. Soc. Jpn.
71
,
2948
(
2002
).
35.
K.
Hirose
,
H.
Nohira
,
K.
Azuma
, and
T.
Hattori
,
Prog. Surf. Sci.
82
,
3
(
2007
).
36.
C. D.
Wagner
,
D. E.
Passoja
,
H. F.
Hillery
,
T. G.
Kinisky
,
H. A.
Six
,
W. T.
Jansen
, and
J. A.
Taylor
,
J. Vac. Sci. Technol.
21
,
933
(
1982
).
37.
T.
Kantia
,
S.
Aksela
,
P.
Turunen
,
L.
Partanen
, and
H.
Aksela
,
J. Phys. B
43
,
205002
(
2010
).
38.
J. A.
Taylor
,
Appl. Surf. Sci.
7
,
168
(
1981
).
39.
L.
Khriachtchev
,
T.
Nikitin
,
R.
Velagapudi
,
J.
Lahtinen
, and
S.
Novikov
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
043115
(
2009
).
40.
See supplemental material at http://dx.doi.org/10.1063/1.3648108 for Substrate Preparation and Acknowledgements.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.