纳米硅量子线的发光特性研究

利用脉冲激光蒸发或高温物理升华的方法,制备出纯度极高、直径分布均匀(13nm左右)的硅的一维量子线.光致发光(PL)测量显示,在313.5nm激光激发下,室温下硅量子线具有红绿蓝三色发光.对硅量子线进行氧化处理后,随氧化时间的增加,红光PL峰发生蓝移,而绿、蓝峰没有移动.红光PL与量子尺寸限制效应有关,而绿、蓝光PL来源于表层氧化硅中的缺陷发光.     

纳晶硅氧化层中的陷阱态(英文)

由Si-H键钝化的多孔硅的光致荧光(PL)发光频移遵循量子受限效应,随着纳米结构尺寸的变小PL发光频率从红外蓝移到紫外。多孔硅被氧化后,PL发光带的中心波长被钉扎在700nm~750nm范围,且强度明显增加。计算表明,氧化后的Si=O键或Si—O—Si键能在展宽的导带下方形成电子陷阱态。由此提出量子受限与氧化陷阱态模型可以很好地解释PL发光的钉扎和增强效应。该模型中的电子陷阱态扮演了重要的角色。     

单元素半导体量子点制备及其光致发光性能的研究进展

单元素半导体量子点的制备成功使光电集成成为可能.介绍了单元素半导体量子点的制备方法,包括射频磁控溅射技术、硅离子注入技术、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等;并且介绍了单元素半导体量子点的发光机理模型,包括量子限制效应模型、与氧有关的缺陷发光、量子限制效应-发光中心复合发光和界面层中的激子效应发光等;另外对单元素半导体量子点的发展前景进行了展望.     

反应蒸发制备nmSi-SiOx发光薄膜

报道了用真空反应蒸发制备nmSi/SiOx 薄膜 ,制备出含有不同纳米尺寸硅颗粒的薄膜 ,研究了不同条件下得到的nmSi SiOx 薄膜的结构和组分。实验发现以SiO为蒸发源制备的薄膜能够实现光致发光。初步分析nmSi SiOx 薄膜发光机制可能是由纳米硅量子效应引起的 ,界面效应和缺陷对薄膜PL可能没有贡献 ,解释了有纳米硅颗粒存在但观察不到PL的原因     

周期性梯度富硅SiNx薄膜的微结构与发光特性

采用磁控共溅射结合快速光热退火技术在单晶硅和石英衬底上制备了含硅量子点的周期性梯度富硅SiN_x薄膜(梯度薄膜)和单层富硅SiN_x薄膜(单层薄膜)。采用Raman光谱、掠入射X射线衍射(GIXRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和光致发光(PL)光谱分析了薄膜的结构特性、键合特性和发光特性。Raman光谱、GIXRD和TEM结果表明, 梯度薄膜和单层薄膜中的硅量子点晶化率分别为41.7%和39.2%; 梯度薄膜的硅量子点密度是单层薄膜的5.4倍。FTIR光谱结果显示两种薄膜均为富硅氮化硅薄膜, 梯度薄膜的硅含量小于单层薄膜。PL光谱结果表明梯度薄膜中的辐射复合缺陷少于单层薄膜。     

CdSe与CdSe/ZnS量子点合成及稀土掺杂

在LSS(liquid-solid-solution)多相体系中制得了CdSe、CdSe/ZnS量子点和Eu掺杂的量子点。利用TEM、XRD、PL、EDS对产物进行了表征。TEM结果显示所得的量子点形貌规则、尺寸均匀。XRD结果显示CdSe/ZnS量子点呈六方晶系。PL结果对比表明,合适厚度壳层ZnS包覆后的CdSe量子点发光效率明显提高,发光峰的半高宽有大幅度提高,并分析了所得的结果。掺杂稀土元素Eu后,CdSe(Eu)量子点在红光区域产生了新的发光峰;而CdSe(Eu)/ZnS量子点在红光区域内没有出现发光峰,并阐明了这种现象的原因。     

铈掺杂多孔硅的形貌和光致发光研究

采用电化学方法在多孔硅中掺杂了稀土铈(Ce)元素.利用原子力显微镜表征了多孔硅和Ce掺杂多孔硅的表面形貌,采用荧光分光计对样品的光致发光(PL)特性进行了研究.多孔硅样品在480nm波长激发下PL谱上观察到两个发光峰,分别位于572和650nm;通过光致发光激发谱测量,得到位于572、650nm的发光峰对应的最佳激发波长分别为380和477nm.Ce掺杂多孔硅样品在480nm波长激发下,PL谱上只显示出多孔硅原有的发光增强;而在380nm波长激发下的PL谱上不仅显示多孔硅原有的发光增强,而且还出现了新的发光峰位于517nm.认为这分别是Ce3 与nc-Si发生了能量传递和Ce掺杂引入了新的发光中心所造成的.     

SiNx薄膜中硅纳米粒子的制备及表征

通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)法, 以氨气和硅烷为反应气体, P型单晶硅和石英为衬底, 低温下(200℃)制备了含硅纳米粒子的非化学计量比氮化硅(SiN_x)薄膜. 经高温(范围500~950℃)退火处理优化了薄膜结构. 室温下测试了不同温度退火后含硅纳米粒子SiN_x薄膜的拉曼(Raman)光谱、光致发光(PL)光谱及傅立叶变换红外吸收(FTIR)光谱, 对薄膜材料的结构特性、发光特性及其键合特性进行了分析. Raman光谱表明. SiN_x薄膜内的硅纳米粒子为非晶结构. PL光谱显示两条与硅纳米粒子相关的光谱带, 随退火温度的升高此两光谱带峰位移动方向相同. 当退火温度低于800℃时, PL光谱峰位随退火温度的升高而蓝移. 当退火温度高于800℃时, PL光谱峰位随退火温度的升高而红移. 通过SiNx薄膜的三种光谱分析发现薄膜的光致发光源于硅纳米粒子的量子限制效应. 这些结果对硅纳米粒子制备工艺优化和硅纳米粒子光电器件的应用有重要意义.     

掺Mn硅酸锌薄膜中微量氧化锌对发光强度的影响

利用溶胶-凝胶法结合高温热处理在硅衬底上制备了掺Mn硅酸锌薄膜，用XRD、SEM、UV-Vis吸收谱和PL谱测试了样品的结晶性能与光学性能，并分析了热处理温度对掺Mn硅酸锌薄膜的结晶性能和光学性能的影响．实验结果发现，ZnO的适量存在对掺Mn薄膜的发光有增强作用．进一步的分析认为，这一现象的机理可由G．G．Qin提出的量子约束-发光中心（QCLC）模型进行解释，ZnO中受激发的电子和空穴通过隧穿效应到达硅酸锌基体中复合发光，从而增强发光强度．     

La、O+双注入硅基薄膜室温可见光致发光研究

测量了用离子注入方法将La、O+双注入硅基样品在室温下的光致发光(PL)谱,实验结果表明它们均具有蓝、紫发光峰,且发光稳定.在一定范围内发光效率随退火温度和注入顺序的不同而变化.用原子力显微镜观察了不同条件下制备的样品的表面形貌,并对样品的发光机理作了初步探讨.