多孔硅PL谱的影响因素分析

通过阳极氧化电化学方法制备了多孔硅,并在室温下对不同条件下制得的多孔硅光致发光谱(PL谱)进行系统的分析.结果表明,随着阳极电流密度、阳极化溶液浓度和时间的增大,多孔硅的PL谱峰将发生"蓝移",并且PL峰强也显著增加,但过大的电流密度、阳极化溶液浓度和时间将导致PL峰强下降.另外,还发现PL谱存在多峰结构,而多孔硅在空气中放置时间的延长将引起其PL的短波峰"蓝移"和强度下降,但对长波峰只引起强度减弱,并不影响其峰位.PL谱的多峰结构可以认为是由于样品中同时存在"树枝"状和"海绵"状两种微观结构所产生的,在这个假设下,用多孔硅氧化后发光中心从硅表面移到二氧化硅层及量子限制模型能够解释上述现象.     

H2O2催化多孔硅的光致发光研究

采用H2O2催化的电化学法制备多孔硅,用原子力显微镜观察了样品的形貌,并测量了在不同电流密度下制得的多孔硅和在不同氧化时间高温氧化的多孔硅的光致发光谱。实验结果表明,采用H2O2催化的电化学法制备的多孔硅与常规电化学法制备的多孔硅相比,其表面更平整、细密、均匀。随着电流密度和氧化时间的增加,多孔硅的发光谱峰位蓝移。此实验结果符合量子限制模型。     

NH3／H2O2溶液腐蚀下多孔硅光致荧光

用光致荧光谱、傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对用阳极氧化法制成的多孔硅层在１％ＮＨ３／Ｈ２Ｏ２溶液中的腐蚀现象进行了研究。红外分析表明，Ｓｉ－Ｏ键和Ｈ－Ｏ键的强度随ＮＨ３／Ｈ２Ｏ２溶液的腐蚀时间的增加而增加，Ｓｉ－Ｈ键强主匠随腐蚀时间增加而减少。光致荧光谱的峰值在腐蚀开始时先下降后上升，半高宽变窄，谱峰的以边明显蓝移。分析研究表明，１％ＮＨ３／Ｈ２Ｏ２溶液对多孔硅层有腐蚀     

适用于高品质射频集成电感的多孔硅新型衬底制备技术

提出了背向选区腐蚀生长多孔硅的集成电感衬底结构.ASITIC模拟证明,该新型衬底结构的集成电感在高频下仍具有较高的品质因子.采用此工艺,在固定腐蚀液配比的条件下,变化电流密度和阳极氧化时间,制备出了高质量的厚膜多孔硅,并测量了多孔硅的生长厚度、孔径大小和表面形貌,得出了多孔硅生长速率随阳极氧化时间和电流密度的变化关系,为背向选区腐蚀工艺制备高品质硅基集成电感奠定了理论和实验基础.     

硅纳米颗粒和多孔硅的荧光光谱研究

采用不同氧化电流密度制备多孔硅,利用超声波粉碎多孔硅层得到硅纳米颗粒,研究了多孔硅和硅纳米颗粒的荧光光谱性质。结果表明,随着氧化电流密度的增加．多孔硅的发光峰值波长向短波方向“蓝移”。硅纳米颗粒相对多孔硅发光强度提高,峰值波长也发生“蓝移”,观察到硅纳米颗粒极强的蓝紫光发射(≈400nm)现象。表明量子限制效应和表面态对多孔硅和硅纳米颗粒的PL性质有重要作用,并用量子限制效应发光中心模型对实验现象进行了解释。     

适用于高品质射频集成电感的多孔硅新型衬底制备技术

提出了背向选区腐蚀生长多孔硅的集成电感衬底结构．ASITIC模拟证明，该新型衬底结构的集成电感在高频下仍具有较高的品质因子．采用此工艺，在固定腐蚀液配比的条件下，变化电流密度和阳极氧化时间,制备出了高质量的厚膜多孔硅，并测量了多孔硅的生长厚度、孔径大小和表面形貌，得出了多孔硅生长速率随阳极氧化时间和电流密度的变化关系，为背向选区腐蚀工艺制备高品质硅基集成电感奠定了理论和实验基础．     

制备及钝化条件对多孔硅发光性能的影响

研究了氧化电流密度对多孔硅（PS）PL谱的影响。结果表明，随着氧化电流密度增大，PS的微晶Si平均尺寸减小，且尺寸的微晶Si数量也减少，说明制备条件对钝化PS的发光有影响；PS经适当的高温氧化处理后，其PL谱会发生明显变化；选用含有胺基的正丁胺，采用射频辉光放电法对PS进行钝化处理，在一定程度上提高了PS的发射强度伴随发光峰值的较大蓝移；其钝化PS的荧光谱随钝化温度和钝化时间变化，说明钝化条件对钝化PS的发光有直接影响。由此，可以通过调节制备和钝化条件来获得最大的发光效率和所需要的发光颜色。     

多孔硅微结构与场发射性能研究

采用阳极氧化及阴极还原表面处理技术制备性能稳定的纳米多孔硅薄膜.用原子力显微镜(AFM)表征多孔硅的表面形貌,用扫描电子显微镜(SEM)表征多孔硅的横截面结构.采用场发射测试装置研究了阳极氧化腐蚀时间及等离子表面处理对多孔硅场发射性能影响.结果表明,阳极氧化腐蚀时间越长,所得多孔硅场发射性能越好,相对应的开启电压越低,电流密度越大;等离子处理可有效提高场发射性能,等离子处理后的多孔硅薄膜作为阴极发射材料具有极大的潜能.     

新型湿法氧化对多孔硅发光强度的影响

在适当条件下氧化多孔硅是提高多孔硅发光强度的良好途径。首次采用含CH3CSNH2的HF酸水溶液作为氧化剂对初始多孔硅进行了湿法阳极氧化,大大改善了多孔硅的发光强度,并研究了氧化电流密度、氧化温度、氧化时间等一系列因素对氧化多孔硅光致发光强度的影响。实验发现,在电流密度1mA/cm^2,氧化液温度60℃,氧化时间为10min的条件下,可以获得最强光致发光;在此最优条件下得到的氧化样品较初始样品发光增强了18倍。     

有Si覆盖的部分氧化多孔硅的光致发光

在488nm的Ar+激光激发下,Si覆盖的部分氧化多孔硅(POPS)的光致发光谱(PL)在1.78eV处展示了一个稳定的PL峰,它的强度达到刚制备多孔硅的发光强度.使用X射线衍射、Raman散射、傅里叶变换红外吸收和电子自旋共振等对其发光机理进行了系统的研究.结果表明,这个增强的PL峰不是起源于量子限制硅晶粒中的带带复合,也不是起源于样品表面局域态或硅晶粒与氧化物之间的界面态的辐射复合.通过与Ge覆盖的部分氧化多孔硅的相关结果比较,我们认为这个稳定增强的PL峰起源于氧相关缺陷中心的光学跃迁.     

Si衬底上MgxZn1-xO薄膜发光特性研究

采用射频磁控溅射（RFMS）法，在Si衬底上生长出具有（002）择优取向的MgxZn1-xO薄膜。透射光谱结果表明，与ZnO相比，MgxZn1-xO薄膜的吸收带边从378nm蓝移至308nm，这说明MgxZn1-xO薄膜的带隙随着Mg组分的增加而加宽。扫描电镜（SEM）能谱分析表明，薄膜中的Mg含量比靶源中的高。用不同波长的光激发得到的光致发光（PL）潜显示，在不同波长的光激励下，只出现单色蓝或绿发光峰，其它的发光峰消失，而且随着激发光波长从260nm、280nm到300nm的增加，发光峰位置分别从431nm、459nm红移至489nm，发光强度也显著增强。分析表明，这些发光峰与O空位有关。     

Temperature dependent photoluminescence of porous InP

Temperature dependent photoluminescence (PL) spectra of porous InP prepared by wet-electrochemical techniques are presented. Compared to the PL spectra of the bulk InP wafer measured at the corresponding temperatures, two peaks are observed in porous InP. One peak, which dominates at temperatures above 150 K, shows blue shift about 14 meV, while the other peak, which dominates at temperatures below 120 K, shows red shift about 33 meV. Quantum confinement effect is assumed to be the origin of the blue shifted PL. The red shifted PL emission is very sensitive to chemical treatment and is suggested to be due to the radiative recombination via surface states.     

多孔硅的孔隙对硫化锌/多孔硅光电性质的影响

为了研究衬底多孔硅(PS)的孔隙对硫化锌/多孔硅(ZnS/PS)复合体系的光学性能和电学性质的影响,采用脉冲激光沉积方法在不同孔隙度的PS衬底上沉积了硫化锌薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计和Ⅰ-Ⅴ特性曲线分别研究了PS衬底上ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌和ZnS/PS复合体系的光学和电学性质。结果表明,沉积的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS(111)晶向择优取向生长。随着衬底PS孔隙的增多,ZnS薄膜衍射峰的强度减小,且薄膜表面出现一些空洞和裂缝;在ZnS/PS复合体系的光致发光谱中,PS的发光相对于未沉积ZnS薄膜的PS有所蓝移,随着PS孔隙的增多,该蓝移量增大,而且在光谱中间550nm左右出现了一个新的绿光发射,归因于ZnS的缺陷中心发光。ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,整个ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射。ZnS/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线呈现出与普通二极管相似的整流特性,在正向偏置下,电流密度较大,电压降较低;在反向偏置下,电流密度接近于0。随着衬底PS孔隙的增多,正向电流增大。该项研究结果为固态白光发射器件的实现奠定了基础。     

纳米硅颗粒在多孔氧化铝中的光致荧光特性

采用阳极氧化方法制备了多孔硅（Ps），经过超声波充分粉碎PS层得到分散的si纳米颗粒（n-Si），利用高速离心旋转方法将n-si镶嵌到多孔氧化铝（Al2O3）模板中，得到nSi／Al2O3。复合体系。研究了PS、分散的n-Si和n-Si／Al2O3。的荧光（PL）光谱性质，观察到n-Si极强的蓝紫光发射。结果表明，在Al2O3模板中的n-Si，比起PS和丙酮中的发光峰值波长向短波方向“蓝移”，而且半峰全宽（FWHM）也相对变窄。实验现象表明，量子限制效应（QCE）对样品的PL性质有苇要作用，并用QCE对样品的发光“蓝移”现象进行了解释。     

ZnS/PS复合体系的制备和性能表征

以电化学阳极氧化法制备的多孔硅（PS）为衬底,用脉冲激光沉积方法分别在200和300℃下制备了ZnS薄膜,得到ZnS/PS复合体系。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光分光光度计分别对ZnS/PS复合体系的晶体结构、形貌和光致发光（PL）特性进行了研究。XRD结果表明,制备的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS（111）晶向择优取向生长,生长温度较高的样品的XRD衍射峰强度较大。SEM图像显示,生长温度较高的ZnS薄膜表面较致密平整。室温下的PL谱表明,沉积ZnS薄膜后,PS的发光峰发生蓝移。较高的生长温度下,ZnS的自激活发光强度较大,而PS的红光强度较低且峰位红移。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝绿光与PS的红光叠加在一起,ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射,为固态白光发射器件的实现开辟了一条新的捷径。     

多孔硅衬底上ZnS薄膜的白光光致发光

通过脉冲激光沉积（PLD）技术在多孔硅（PS）衬底上制备了ZnS薄膜。用光致发光（PL）的方法观察到白光发射,这个白光是由ZnS薄膜的蓝、绿光和PS的红光叠加形成的。白光光致发光谱是一个从450nm 到700nm的较强的可见光宽谱带。同时研究了激发波长、ZnS薄膜的生长温度、PS的孔隙率和退火温度对ZnS/PS光致发光谱的影响。     

White light photoluminescence from ZnS films on porous Si substrates

ZnS films were deposited on porous Si (PS) substrates using a pulsed laser deposition (PLD) technique.White light emission is observed in photoluminescence (PL) spectra, and the white light is the combination of blue and green emission from ZnS and red emission from PS. The white PL spectra are broad, intense in a visible band ranging from 450 to 700 nm. The effects of the excitation wavelength, growth temperature of ZnS films, PS porosity and annealing temperature on the PL spectra of ZnS/PS were also investigated.     

ZnO纳米晶的发光性质

研究了量子限域体系下ZnO纳米晶随尺寸变化的发光性质。吸收边随着颗粒尺寸减小发生持续的蓝移。光致发光光谱包含两个发光峰：一个是紫外激子发射,另一个是处于绿光区的杂质或缺陷发射,均受量子限域效应调制。带边发射相对于吸收峰的Stokes移动随着颗粒尺寸减小而增大。选择激发实验发现光致发光强烈依赖于激发能。     

Effects of post-annealing treatment on the structure and photoluminescence properties of CdS/PS nanocomposites prepared by sol-gel method

CdS nanocrystals have been successfully grown on porous silicon (PS) by sol-gel method. The plan-view field emission scanning electron microscopy (FESEM) shows that the pore size of PS is smaller than 5 μm in diameter and the agglomerates of CdS are broadly distributed on the surface of PS substrate. With the increase of annealing time, the CdS nanoparticles grow in both length and diameter along the preferred orientation. The cross-sectional FESEM images of ZnO/PS show that CdS nanocrystals are uniformly penetrated into all PS layers and adhere to them very well. photoluminescence (PL) spectra demonstrate that the intensity of PL peak located at about 425 nm has almost no change after the annealing time increases. The range of emission wavelength of CdS/PS is from 425 nm to 455 nm and the PL intensity is decreasing with the annealing temperature increasing from 100 °C to 200 °C.     

SiC/SiO_2镶嵌结构薄膜光致发光特性研究

采用 SiC/SiO_2复合靶,用射频磁控共溅射技术和高温退火的方法制备了 SiC/SiO_2纳米镶嵌结构复合薄膜,并应用傅里叶红外吸收(FTIR),X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)实验分析了薄膜的结构、表面形貌以及光致发光性能。结果表明,样品经高温退火后在 SiO_2基质中有 SiC 纳米颗粒形成。以 280 nm 波长光激发样品薄膜表面,显示出较强的 365 nm 的紫外光发射以及 458 nm 和 490 nm 处的蓝光发射,其发光强度随退火温度从 800℃升高至 1 050℃而增强。其发光归结为薄膜中与 Si-O 相关的缺陷形成的发光中心。