非晶硅[Amorphous silicon] (a-Si)是以非晶态形式存在的晶体
硅的
同素异形体。 硅是一种四重坐标原子,通常和临近的其它四个硅原子通过
共价键形成正四面体结构. 在晶态硅中,这种正四面体结构延伸到一个很大的范围, 形成有序的格子(晶体)。在非晶硅中,这种长程有序不再存在,它的原子形成一种连续的随机网络。在非晶硅中,不是所有的原子都是四重坐标,由于材料本身的无序本质,很多原子的不成对电子没有和任何其它原子键合,因而形成了所谓的悬挂键。这些悬挂键是连续随机网络中的缺陷,会导致我们不想要的(电学)性质。 幸运的是,这些缺陷可以被氢原子“钝化”, 氢原子会键接到非晶硅中的悬挂键上,将悬挂键的密度减少几个数量级之多。氢化非晶硅具有足够少的缺陷,所以可以用于制造半导体元件。可是,不幸的是,这些氢原子在光照的条件下会从非晶硅中
扩散出来,造成材料品质的下降,这个现象被称作斯特博勒-朗斯基效应(Staebler-Wronski Effect).