多孔硅的制备和发光特性

本文叙述了多孔硅的制备、多孔形态层的形成机理,以及多孔硅的光致发光现象和理论解释,并且讨论了目前存在的一些问题。     

多孔硅制备工艺的研究

多孔硅的发光性能与其制备工艺密切相关，本文着重讨论了阳极氧化技术、表面再处理、硅衬底的电学性质等因素对多孔硅质量的影响，给出了合适的工艺条件。     

多孔硅室温光致发光研究

采用电化学和化学溶蚀法在体单晶硅上制备了高孔度多孔硅;室温下测量了蓝光激发的光致可见光谱,发现样品在大气环境中保存时光致发光谱随时间有显著“蓝移”,并渐趋稳定,谱峰位置“蓝移”约40nm;文中给出了发光膜的平面透射电镜形貌和电子衍射照片。“蓝移”和电镜照片的结果能用量子尺寸效应说明。文中还给出了喇曼谱仪上测得的光致发光谱和多孔硅的喇曼位移峰。     

多孔硅平板显示

最近发现辐射可光的多孔硅可以用于许多先进的光电子器件中，包括新型平板显示器件。平板显示器件具有发光象素和相关的驱动电路都整体地置于同一个基板上的特点，并具有使用方便、生产成本低廉等优点。我们的研究小组已制造出光致辐射强的多孔硅层，同时首次证明整块单晶硅材料的固态电致发光器件。     

多孔硅发光材料

扼要叙述多孔硅发光的原理、工艺与应用，并指出应用存在的问题。     

用脉冲腐蚀制备发光多孔硅

采用脉冲腐蚀方法，研究多孔硅的动态腐蚀过程，测定了动态电流和时间的关系，提出并讨论了动态腐蚀机理．用脉冲腐蚀制备得到发光多孔硅，与直流腐蚀相比较，脉冲腐蚀能得到均匀性更好、发光更强的多孔硅，而且ＰＬ峰位有一定的蓝移，我们认为脉冲腐蚀是一种更优秀的制备方法，并对此作了初步的讨论．     

嵌于多孔硅的C_（60）的光致发光

在室温下观察到嵌于多孔硅中的Ｃ６０分子有强可见光发射．除观察到了多晶状态的Ｃ６０分子峰位在７３０ｎｍ的特征谱外，还检测到了与多孔硅毗连或偶联的Ｃ６０分子的发射光谱，其主峰分别出现在６２０ｎｍ和６３０ｎｍ．嵌于多孔硅的Ｃ６０的发光强度增强可用激发载流子由多孔硅向Ｃ６０分子的转移效应解释．     

氧与激光辐照对多孔硅光致发光光谱的影响

将化学腐蚀后的多孔硅样品分别置于大气和氧气中,用激光连续辐照其表面.观察到多孔硅的光致发光光谱峰位随辐照时间增加发生蓝移,最后达到稳定,在真空中作同样处理的多孔硅光致发光峰位却没有移动.X射线光电子谱测量结果表明,在大气及氧气中激光辐照的多孔硅层内并未探测到二氧化硅,结合红外吸收光谱实验,认为蓝移的原因可能是氧置换了多孔硅内表面的硅,出现Si-O-Si结构的结果.     

多孔硅光致发光研究的最新进展

目前关于多孔硅(PS)的光致发光研究已成为材料科学中的一个新的热点。本文介绍了PS的光致发光机理与特性研究的一些最新进展。     

发光多孔硅微结构及其发光起源探讨

用制备发光多孔硅样品的常规电化学方法，在未抛光多晶硅表面，成功地制备出了均匀地发射肉眼可分辨的可见光样品。样品的先致发光光谱得到了测定，证明是一种典型的多孔硅光致发光光谱。用扫描电镜对样品的表面形貌、截面结构进行了详细的分析，摄制出了发光多孔硅样品的完整多孔状微结构清晰照片。实验结果认为多孔硅样品可分成三层：表面层、多孔层、单晶硅衬底；而多晶硅表面上制备的发光样品只有两层结构：表面层、多晶硅衬底。文中认为多孔硅可见光发射应来自其表面层，而与层下的多孔层微结构无关。     

多孔硅材料和光电器件

介绍了多孔硅的形成方法及其机理。对国内外有关该材料在固体发光方面的研究现状和进展及其在光电器件上的应用作了讨论。     

多孔硅的微结构和喇曼光谱

多孔硅（ＰｏｒｏｕｓＳｉｌｉｃｏｎ）是晶体硅于氢氟酸溶液中在硅衬底上形成的多孔态的硅材料。ＰＳ可见光区的强烈光辐射使其成为世界范围的研究焦点。本文用电化学方法制得了ＰＳ结构，扫描电子显微镜（ＳＥＭ）的结果表明ＰＳ是一个硅的毫微结构量子线的网络，光致发光（ＰＬ）谱表明ＰＳ发可见红光，而喇曼光谱显示一个在５１６ｃｍ（－１）附近的非对称峰，说明ＰＳ是一种新型的硅材料。     

多孔硅的形成与光致发光谱

介绍了用阳极氧化腐蚀形成多孔硅的工艺，并分析了它的微结构，实验测定了多孔硅光致发光谱（ＰＬ），由ＰＬ谱的峰值位于可见光区，不同于Ｓｉ的带隙能量；用纳米量子限制效应（Ｑ－ＣＥ），解释了多孔硅中进入量子线中电子和空穴能量增量为ΔＥｃ和ΔＥｖ，于是多了孔硅有效带宽成为Ｅ＝Ｅ。＋ΔＥ。而Ｅ。是Ｓｉ的带宽为ｌ．０８ｅＶ，ΔＥｃ和上ΔＥｖ分别为ｈ２／４ｍｅｑ２和ｈ２／４ｍｈｑ２，由此计算与实验结果一致。     

多孔硅的可见光谱发光现象及其应用前景

在可见光谱内,多孔硅的发光现象及其广阔的应用前景激发了人们对这种潜在光电子学材料的巨大研究兴趣。本文介绍了多孔硅的结构、制备方法和形成原理,着重从纳米结构量子尺寸效应的角度,讨论了多孔硅的能带展宽现象和可见光的发射机制,并评述了这种材料在实际应用中的重要价值与原型器件的发展状况。     

多孔硅的发光机制与微结构

详细讨论了两种新的多孔硅发光机制理论（无序Ｓｉ网络结构和聚硅烷／氢化物发光）以及相应的实验支持。通过分析多孔硅的各种发光机制和多孔硅微结构研究，作者认为多孔硅不是仅有一种发光机制，不同的微结构和成分构成会产生不同的发光机制，其中量子限制效应和聚硅烷／氢化物发光是受到较多实验支持的，分别有微结构和成分决定的发光理论。     

多孔硅的电致发光和发光二极管

本文较详细地描述了多孔硅的电致发光(EL),以及发光的量子限制效应的机制,并且讨论了目前已经制备出的几种多孔硅发光二级管:Ps/电解液型,Schot-tky-Like,PN结等二极管。最后,讨论了多孔硅作为半导体光电材料所存在的一些问题。     

多孔硅吸收光谱的研究

利用大电流剥离方法制备了多孔硅薄膜层，测定了其吸收光谱。结果发现其吸收边对应于可见光区域，同单晶硅吸收光谱相比，其吸收边发生了蓝移，并且吸收强烈。这说明多孔硅的能带结构较硅发生了改变，表现为一种新的能带结构特征。