SiO_x∶Er薄膜材料光致发光特性的研究

采用射频磁控反应溅射技术,以Er2O3和Si为靶材,制备了SiOx∶Er薄膜材料,在不同温度和不同时间下进行退火处理,室温下测量了样品的光致发光(PL)谱,观察到Er3+在1 530,1 542和1 555 nm处波长的发光,发现退火能明显增强Er3+的发光。研究了退火温度和时间对SiOx∶Er薄膜光致发光的影响,发现Er2O3与Si面积比为1∶1时,1 100℃下20 min退火为样品的最佳退火条件。采用XRD和材料光吸收测试对样品结构和光学性质进行了研究,得到样品中Si晶粒大小为1.6 nm,样品的光学带隙为1.56 eV。对3种不同Er2O3与Si面积比的SiOx∶Er薄膜材料进行研究,得到Er2O3与Si面积比为1∶3为样品的最佳配比,对薄膜材料发光现象进行了探讨。     

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备与光致发光特性

为研究氮化硅薄膜发光材料的制备工艺及其光致发光机制,实验采用射频磁控反应溅射技术与热退火处理制备了纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料.利用红外光谱(IR)、X射线衍射谱(XRD)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),对不同工艺条件下薄膜样品的成分、结构和发光特性进行研究,发现在制备的富硅氮化硅薄膜材料中形成了纳米硅颗粒,并计算出其平均尺寸.在510 nm光激发下,观察到纳米硅发光峰,对样品发光机制进行了讨论,认为其较强的发光起因于缺陷态和纳米硅发光.     

富硅氮化硅薄膜的制备及其发光特性

采用射频磁控反应溅射法制备了氮化硅薄膜.利用X射线衍射谱(XRD)、红外光谱(IR)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),通过与氮气中和空气中退火薄膜比较,对原沉积薄膜进行了成分与结构和发光特性研究.研究发现原沉积薄膜是部分晶化的富硅氮化硅薄膜,薄膜中晶态氮化硅颗粒的平均粒径为33 nm;在氮气中退火后,纳米颗粒增大;在空气中退火后,薄膜被氧化,晶态颗粒消失.在4.67 eV的光激发下,原沉积薄膜中观测到7个强的PL峰,其峰位分别为3.39,3.24,3.05,2.82,2.61,2.37和2.11 eV.在氮气和空气中退火后, PL峰位和强度有变化.对其光致发光机制进行了探讨, 认为硅悬挂键≡Si,氮悬挂键=N,硅错键≡Si-Si≡以及与氧有关的缺陷在富硅氮化硅薄膜高强度荧光发射中起主导作用.     

a-SiNxOy∶Er3+薄膜的光致发光

采用射频(RF)反应共溅射法制备了a-SiOxNy∶Er3+薄膜,在不同温度下进行退火处理,并测量了样品的可见及红外发光PL谱,观察到Er3+在550nm、525nm和1532nm的发光以及基质在620nm和720nm的发光.发现退火能明显增强Er3+的发光且对可见和红外发光的影响不同,讨论了退火明显增强Er3+发光及退火对可见和红外发光影响不同的机理.测量了Er3+可见发光的变温PL谱,讨论了退火对Er3+不同能级辐射跃迁几率的影响.根据基质发光随退火温度的变化,分析了基质发光峰的起源.     

制备工艺对ZnO薄膜的结构与光学性质的影响

利用射频磁控反应溅射技术生长出具有高度晶面(0002)取向的ZnO外延薄膜。通过AFM、XRD、吸收光谱和荧光光谱等测试手段,分别研究分析了不同衬底、不同溅射气氛和退火对ZnO薄膜结构及光学性质的影响。研究表明,在200℃低温生长的硅基ZnO薄膜具有几百纳米的氧化锌准六角结构外形;当氧氩比为4:1(质量流量比)时,吸收谱激子峰最佳;退火后,激子峰(363 nm)加强,同时出现了402 nm的本征氧空位紫光发射。     

SnO2:Sb薄膜的制备和光致发光性质

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出SnO2:Sb薄膜.制备样品为多晶薄膜,具有纯氧化锡的四方金红石结构和(110)择优取向,Sb离子以替位式掺杂的形式存在于SnO2晶格中.室温条件下对样品进行光致发光测量,在392nm附近观测到强的紫外-紫光发射,发射强度随制备功率的增加而增强,且样品退火后发射强度也明显增强.紫外-紫光发射的起源被归于由Sb形成的施主能级和受主能级之间的电子跃迁.     

注铒a-SiOx∶H中Er3+发光与薄膜微观结构的关系

采用光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)谱研究了掺铒a-SiOx∶H(a-SiOx∶H〈Er〉)薄膜在不同退火温度下光学性质和微观结构的变化.PL谱的测量结果表明:薄膜在1.54μm的Er3+发光和750nm处的可见发光随退火温度有相同的变化趋势,这种变化和薄膜在退火过程中微观结构的变化有着密切关系.FTIR谱的分析表明:a-SiOx∶H薄膜是一种两相结构,富硅相镶嵌在富氧相中.两者的成分可近似用a-SiOx≈0.3∶H和a-SiOx≈1.5∶H表示,前者性质接近于氢化非晶硅(a-Si∶H),后者性质接近于a-SiO2.富硅相在退火中的变化对Er3+的发光强度有重要影响.     

Yb:Er:Al2O3材料1.53μm光致发光特性数值分析

考虑两级合作上转换、激发态吸收和交叉弛豫等非线性效应,建立了镱铒共掺氧化铝材料体系的八个能级的速率方程,唯象地构造了合作上转换、激发态吸收、交叉弛豫等系数随镱铒掺杂浓度的变化函数,数值模拟了Yb:Er:Al2O3材料1.53μm光致发光强度与掺杂浓度、抽运功率的变化关系.计算结果表明:掺铒浓度、抽运功率一定时,存在一个最佳的镱掺杂浓度;掺铒浓度一定,最佳的镱铒浓度比值随抽运功率的增强而下降;抽运功率一定,优化的镱铒浓度比值随掺铒浓度的升高而下降.计算结果与实验测量结果相吻合.     

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。     

SnO2∶Sb薄膜的制备和光致发光性质

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出SnO2∶Sb薄膜．制备样品为多晶薄膜，具有纯氧化锡的四方金红石结构和(110)择优取向，Sb离子以替位式掺杂的形式存在于SnO2晶格中．室温条件下对样品进行光致发光测量，在392nm附近观测到强的紫外-紫光发射，发射强度随制备功率的增加而增强，且样品退火后发射强度也明显增强．紫外-紫光发射的起源被归于由Sb形成的施主能级和受主能级之间的电子跃迁．     

Cu掺杂ZnO薄膜的结构及发光特性

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了不同Cu掺杂量的ZnO薄膜。用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了Cu掺杂对ZnO薄膜形貌和微结构的影响。结果表明,制备得到的ZnO薄膜具有应变小和c轴择优取向。室温下测量了样品Zn1-xCuxO的光致发光(PL)谱,发现所有样品的PL谱中均观察到435nm左右的蓝光发光带,发光带强度与Cu的掺杂量有关;当x=0.06时,Zn1-xCuxO薄膜的PL谱中出现了较强的蓝光发射。分析了掺杂量对发光性能的影响,并对样品的发光机制进行了探讨,推断出蓝光峰来源于电子由导带底到锌空位(VZn)能级的跃迁及锌填隙(Zni)能级到价带顶的跃迁,它们可通过改变Cu的掺杂量予以控制。     

非晶SiHxOy薄膜的强可见荧光

采用 PECVD方法制备了非晶 Si Hx Oy 薄膜 ,室温下观察到了性能稳定的强荧光发射现象 ,其中3 65nm、4 70 nm、73 0 nm三个带由分立能级的荧光峰组成 ,说明这些荧光带起源于氧有关的能级。通过能级间相对荧光强度的变化解释了发射带中心位置的移动现象     

Photoluminescence Enhancement in Formamidinium Lead Iodide Thin Films

Formamidinium lead iodide (FAPbI₃) has a broader absorption spectrum and better thermal stability than the most famous methylammonium lead iodide, thus exhibiting great potential for photovoltaic applications. In this report, the light‐induced photoluminescence (PL) evolution in FAPbI₃ thin films is investigated. The PL intensity evolution is found to be strongly dependent on the atmosphere surrounding the samples. When the film is exposed to air, its photoluminescence intensity is enhanced more than 140 times after continuous ultraviolet laser illumination for 2 h, and the average lifetime is prolonged from 17 to 389 ns. The enhanced photoluminescence implies that the trap density is significantly reduced. The comparative study of the photoluminescence properties in air, nitrogen, and oxygen/helium environment suggests that moisture is important for the PL enhancement. This is explained in terms of moisture‐assisted light‐healing effect in FAPbI₃ thin films. With this study, a new method is demonstrated to increase and control the quality of hybrid perovskite thin films.     

Multifunctional Nanocrystalline Thin Films of Er2O3: Interplay between Nucleation Kinetics and Film Characteristics

In this study, thin films of Er₂O₃ are deposited by low‐pressure metal–organic chemical vapor deposition (MOCVD) using a tris(isopropylcyclopentadienyl)erbium precursor and O₂ on various substrates, including p‐type Si(100), Si(111), Corning glass, and c‐axis‐oriented α‐Al₂O₃(0001). The resulting films are extensively characterized in order to demonstrate their applicability as antireflective and protective coatings and as high‐k gate dielectrics. The interplay existing among the substrate, the nucleation kinetics, and the resulting structural, morphological, optical, and electrical properties of Er₂O₃ thin films is explored. Fast nucleation governed by surface energy minimization characterizes the growth of (111)‐oriented Er₂O₃ on Si(100), glass, and α‐Al₂O_3. Conversely, nonhomogeneous nucleation leads to polycrystalline Er₂O₃ on Si(111) substrates. Er₂O₃ films grown on Si(100) possess superior characteristics. A high refractive index of 2.1 at 589.3 nm, comparable to the value for bulk single crystalline Er₂O₃, a high transparency in the near UV‐vis range, and an optical bandgap of 6.5 eV make Er₂O₃ interesting as an antireflective and protective coating. A static dielectric constant of 12–13 and a density of interface traps as low as 4.2 × 10¹⁰ cm² eV^–1 for 5–10 nm thick Er₂O₃ layers grown on Si(100) render the present Er₂O₃ films interesting also as high‐k dielectrics in complementary metal oxide semiconductor (CMOS) devices.     

电化学制备CuxS薄膜特性的研究

采用电化学方法在铜衬底上制备ＣｕｘＳ薄膜，在一定反应温度、电压、时间条件下，作为电极的铜片衬底可生成一层深蓝色的质量 地均匀的ＣｕｘＳ薄膜。实验发现，生成的ＣｕｘＳ薄膜主要居为Ｃｕ２Ｓ，具有良好的半导体性质，且其电导率与东膜退火温度有很大关系。通过ＸＲＤ、ＳＥＤ等方法对样品的组织结构、光电性能进行了研究。     

含铝的富硅二氧化硅薄膜的发光特性及结构

采用双离子束共溅射技术制备出掺铝的富硅二氧化硅复合薄膜(A1SiO)，采用荧光分光光度计对样品进行PL测试表明：A1SiO复合膜共有三个发光峰，分别在370nm、410nm、510nm处。发光峰的位置随铝含量的变化基本上没有改变，峰强随铝含量有变化，且510nm处的峰强随铝含量增加而增强。PLE结果表明：370nm和410nm的PL峰与样品中的氧空位缺陷有关，而510nm的PL峰则是由于铝的掺入改变了样品中的缺陷状态所致，是Al、Si、O共同而复杂的作用。     

TiO2薄膜的制备及其压敏特性研究

对热氧化制备的TiO2薄膜的低压压敏特性进行了研究.首先利用直流磁控溅射方法在重掺Si衬底上沉积一层金属钛膜,然后在退火炉中热氧化得到TiO2薄膜.XRD分析结果表明,Ti金属膜热氧化所得的TiO2薄膜为金红石结构,当热氧化温度600～800 ℃时呈现(200)择优取向性.I-V测试结果表明,择优取向的TiO2薄膜相对非择优取向的TiO2薄膜具有更高的压敏阈值电压.进一步分析表明,阈值电压与择优取向性的关系起源于薄膜厚度的变化.     

Analytical Expression of Relaxation Luminescence in ZnS：Er^3＋ Thin Films

The relaxation luminescence of ZnS:Er^3 thin films is studied with luminescence dynamics model.The excitation and emission processes of Er^3 in ZnS host are described through the resonant energy transfer method.Taking the energy storing effect of the traps into account,an expression is obtained by using the convolution formula,which may describe luminescence decay process containing the multiple relaxation luminescence peaks.The experimental results confirm that the relaxation characteristics of the electroluminescence are related to the carriers captured by the bulk traps.