Au/SiO_2纳米复合膜的形貌及发光特性

采用磁控溅射和退火法在Si(111)衬底上制备Au/SiO2纳米复合薄膜,并在两种实验模式下进行退火处理。模式A:不同的退火温度,退火20min;模式B:退火温度1 000℃,不同的退火时间。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射方法(XRD)和光致发光(PL)等测试手段对退火后的Au/SiO2纳米复合薄膜的表面形貌、微观结构和发光特性进行了分析。SEM结果表明,在模式A情况下,随着温度的增加,Au纳米颗粒的大小先增加后减小,这与XRD测试结果相吻合。PL结果表明,在模式B情况下,随着退火时间的增加,发光峰强度先增加后减小。在325nm波长下激发,440nm的发光峰与Au颗粒的大小和数量有关,而523nm的发光峰与纳米复合膜的结构有关,这与SEM平面图相吻合。实验结果表明,Au/SiO2纳米复合薄膜的表面形貌、微观结构和发光特性与退火温度及退火时间有很强的依赖关系。     

nc-SiC/SiO_2镶嵌薄膜材料的制备、结构和发光特性

采用二氧化硅/碳化硅复合靶,用射频磁控共溅射技术和后高温退火的方法在Si(111)衬底上制备了碳化硅纳米颗粒/二氧化硅基质(nc-SiC/SiO2)镶嵌结构薄膜材料。用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)实验分析了薄膜的微结构以及光致发光特性。实验结果表明,样品薄膜经高温退火后,部分无定形SiC发生晶化,形成β-SiC纳米颗粒而较均匀地镶嵌在SiO2基质中。以280nm波长光激发薄膜表面,有较强的365nm的紫外光发射以及458nm和490nm处的蓝光发射,其发光强度随退火温度的升高显著增强,发光归结为薄膜中与Si—O相关的缺陷形成的发光中心。     

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。     

Au/SiO_2复合纳米颗粒膜的制备及退火行为研究

室温下用磁控溅射法在Si(111)衬底上生成Au/SiO2复合纳米颗粒膜。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射方法(XRD)对不同温度退火后的Au/SiO2复合薄膜的表面形貌、微观结构进行了表征。SEM结果表明,随着退火温度升高,Au纳米颗粒先形成大的聚集后出现分布均匀的超微颗粒。XRD结果显示700℃时Au的衍射峰最强,随后峰强有所减弱,这与SEM检测结果相吻合。另外实验结果证实在1000℃退火时自组装生成空间分布均匀(直径约为70nm)的Au纳米点,可以用来作为生长一维纳米材料的模板。     

磁控溅射和热氧化法制备ZnO纳米颗粒

利用射频磁控共溅射技术在Si(111)衬底上沉积金属锌／二氧化硅基质(Zn/SiO2)复合薄膜。在空气中600℃退火60min，从SiO2基质中析出的金属Zn被空气中O2氧化生成了ZnO纳米颗粒，并形成了SiO2多孔网络结构。用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)对样品的组成、结构、表面形貌及发光特性进行了分析。结果表明，生成的ZnO纳米颗粒为六角纤锌矿结构，呈近椭圆形，平均尺寸在65nm左右。在280nm光激发下，有较强的370nm近带边激子跃迁紫外光发射和峰位在460nm处较弱的蓝色发光。     

二氧化硅纳米花的制备及发光特性研究

采用磁控溅射和化学气相沉积技术制备出二氧化硅纳米花。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外吸收谱(FTIR)对上述纳米结构进行结构表征。用荧光光谱仪(PL)对其光致发光特性进行了研究。结果表明在激发波长为325nm时,在394nm处出现一个发光峰,表现出良好的发光特性。     

Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌和光学性质

用原子力显微镜、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪观察采用溶胶-凝胶法制备的Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌、透射光谱和光致发光谱.结果表明,Al掺杂量为0.5at 9/6的ZnO薄膜经550℃退火处理后,粗糙度为1.817,Al掺杂量为1.0at%的ZnO薄膜经600℃退火处理后,粗糙度增大到4.625.样品在可见光范围内的平均透过率均大于80%.当激发波长为325 nm时,在397 nm(3.13 eV)附近出现紫外发光峰;当激发波长为360 nm时,在443 nm(2.80 eV)附近出现蓝色发光峰.探讨了样品的蓝光发光机制.     

纳米晶Ge颗料镶嵌SiO_2复合膜的多峰光致发光及其机理

用射频（RF）共溅射和热退火处理的方法制备了纳米锗颗粒镶嵌SiO2复合薄膜（nc－Ge／SiO2），观察到了多峰的光致发光现象，发现随着激发光波长的增长，多峰发光谱的最强峰向低能方向移动，但是各子峰的位置不发生改变，而且不同样品的发光谱子峰位置非常一致．X射线光电子能谱（XPS）分析显示膜中不存在纳米晶硅成分，表明多峰光致发光与镶嵌在SiO2复合中的纳米锗颗粒有关。     

二氧化锡纳米线自催化生长及其发光特性研究

在没有添加任何催化剂情况下,通过热蒸发锡粉制备了二氧化锡纳米线.利用扫描电子显微镜,X射线衍射和透射电镜对上述纳米线进行了结构表征.实验结果表明二氧化锡纳米线直径在100～400 nm,长度达数十微米.PL分析表明当激发波长为325 nm时,在581 nm处出现较强的黄色发光峰;在激发波长为250 nm时,在可见光区域579 nm处形成较强的发光峰,同时伴随一个385 nm处较弱的发光峰.二氧化锡纳米线的生长机制符合气-目生长模式.     

Ge,Al共掺SiO2薄膜的发光性能研究

用射频磁控溅射法制备Ge,Al共掺SiO2复合薄膜并以不同温度进行退火,得到具有特定光致发光性质的复合材料。经600℃退火的薄膜样品在260 nm谱线激发下,主要有398和494 nm发光峰。通过对样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱的测试,确定了薄膜的结构特征,同时对观察到的光致发光从理论上做了重点分析,认为双重配位的Si孤对中心和GeO色心中的三重激发态到基态(T1→S0)之间的辐射跃迁分别是产生414和398 nm发光峰的主要原因。实验结果表明,Al的掺入可能在GeO2晶粒中引入了新缺陷能级,从而产生494 nm这一特殊的发光带,同时Al的掺入也提高了398 nm发光峰的发光效率。     

Synthesis and growth mechanism of oriented amorphous SiO2 nanowires

Based on the catalytic property of gold, seemingly oriented amorphous SiO₂ nanowires were synthesized by radio frequency (RF) magnetron sputtering technique and annealing at 1100 °C for 40 min in the presence of a nitrogen flow using Silicon(Si) powder as the Si source. The length and diameter of nanowires growth are almost uniform, which are about 30 μm and 35 nm respectively. The growth of nanowires is consistent with vapor–liquid–solid mechanism, with Au particles being observed to remain at the tip of nanowires. They were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, selected area electron diffraction and photoluminescence. A sharp intensive green emission peak at around 519 nm was observed with an excitation wavelength of 325 nm;this has been ascribed to an oxygen deficiency.     

Electrodeposition and Characterization of ZnO Thin Films

Thin films of ZnO were electrodeposited from an aqueous solution of Zn（NO3 ）2 on indium tin oxide（ITO）-covered glass substrate. The analysis of X-ray diffraction（XRD） and scanning electron micrograph （SEM） indicated that the obtained ZnO films had a compact hexagonal wurtzite type structure with preferable （002） growth direction. A sharp near-UV emission peak located at 380 nm and a strong orange-red emission peak located at 593 nm were observed in the photoluminescence, when excited with 325 nm wavelength at room temperature. Then the prepared ZnO films were introduced as anode phosphors into the field emission test. It was found that orange-red cathode-luminescence was observed and the luminescent brightness was enhanced by annealing. When annealing temperature increased about 600 ℃, the photoluminescence with peak of 531 nm and the green cathode-luminescence were observed. The tests showed that the brightness of about 2 × 102 cd/m^2 was obtained at electric field of 2 V/μm for annealed sample. The results revealed that the film could be a good kind of low-voltage drived cathode-luminescence phosphor.     

在SiO2中掺Al对Au/纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si 结构电致发光的影响

利用射频磁控溅射方法,制成纳米SiO2层厚度一定而纳米Si层厚度不同的纳米(SiO2/Si/SiO2)/p-Si结构和纳米(SiO2∶Al/Si/SiO2∶Al)/p-Si结构,用磁控溅射制备纳米SiO2∶Al时所用的SiO2/Al复合靶中的Al的面积百分比为1%．上述两种结构中Si层厚度均为1—3nm,间隔为0.2nm．为了对比研究,还制备了Si层厚度为零的样品．这两种结构在900℃氮气下退火30min,正面蒸半透明Au膜,背面蒸Al作欧姆接触后,都在正向偏置下观察到电致发光（EL）．在一定的正向偏置下,EL强度和峰位以及电流都随Si层厚度的增加而同步振荡,位相相同．但掺Al结构的发光强度普遍比不掺Al结构强．另外,这两种结构的EL具体振荡特性有明显不同．对这两种结构的电致发光的物理机制和SiO2中掺Al的作用进行了分析和讨论．     

基于PLD法制备ZnO:Eu3+,Li+薄膜的发光性质研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(111)衬底上生长了Eu3+、Li+共掺杂的ZnO薄膜。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)谱测试和光致发光(PL)谱分析,重点研究了退火处理对样品结构和发射光谱的影响。XRD谱测试表明,样品具有很好的C轴择优取向。PL谱研究表明,当用325nm光激发样品时,样品的发射光谱仅由ZnO基质的紫外发射和蓝光发射组成,并没有发现稀土Eu3+的特征发光峰;样品的蓝光发射源于电子从Zn填隙形成的浅施主能级到Zn空位形成的浅受主能级跃迁;和真空中退火的样品相比,O2中制备的样品的蓝光发射减弱,紫外发光增强。用395nm的光激发时,退火前样品分别在594nm和613nm处存在两个明显的Eu3+特征发光峰,退火后的样品仅发现Eu3+位于594nm的特征发光峰,这表明,退火处理不利于稀土离子的特征发射,但O2中退火的样品ZnO基质红绿波段发射光谱明显增强。     

Effects of the Cd:Zn:S molar ratio and heat treatment on the optical and photoluminescence properties of nanocrystalline CdZnS thin films

Nanocrystalline cadmium zinc sulfide thin films with different molar ratios were prepared by sol–gel dip-coating in a polyethyleneglycol matrix. After heat treatment in air at 250, 350 and 450 °C, the thin films were characterized by studying their structural, morphological, compositional, optical (linear and nonlinear) and photoluminescence (PL) properties. According to X-ray diffraction (XRD) results, the samples are polycrystalline with a hexagonal crystal structure and an average grain size of 12–18 nm. The surface morphology of the films was examined by scanning electron microscopy (SEM). The results show that the films consist of nanocrystalline grains included in clusters with uniform coverage over the substrate surface. To determine their chemical composition, X-ray photoelectron spectra (XPS) of composite films were measured. The transmittance and bandgap of the films increased with the Zn concentration and decreased with increasing annealing temperature. The refractive index of the films was measured and the related dispersion is discussed in terms of the Wemple–DiDomenico single oscillator model. The third-order nonlinear polarizability of the films was estimated using a semi-empirical relation based on the single oscillator model. The results show that the films are suitable as optical switches. PL spectra were recorded for an excitation wavelength of 210 nm. The emission intensity for the films varied with the Zn ratio and the annealing temperature and the behavior of different peaks is discussed.     

咔唑在Sol-Gel制备的SiO_2薄膜中的发光机理

利用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了能够发射红光的含咔唑的SiO2薄膜。测量了薄膜样品的发射谱,发现当激发波长从610nm连续减小到400nm时,样品的发射波长从760nm连续蓝移到了550nm左右。将含咔唑的SiO2薄膜溶解在乙醇中,经逐步稀释后所得溶液的发光可以从绿光变到紫光。基于它们的发射谱、激发谱和吸收谱,探讨了咔唑在SiO2薄膜中发红光的机理。结果表明,咔唑分子被紧缩在SiO2薄膜内部的微孔中,因受到挤压而使其共轭尺寸变大,从而导致咔唑的发光特性发生改变。     

硫系玻璃Ge28Sb12Se60薄膜光学非线性增强色散特性

采用真空热蒸发以及退火工艺制备了支持局域表面等离激元的微纳结构薄膜,在此薄膜上蒸镀了硫系玻璃Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀薄膜。应用Z-扫描技术,在飞秒激光脉冲激发下研究其光学非线性增强的色散特性,在650 nm和850 nm波段观察到了非线性吸收增强;非线性折射率随着波长的增加由负变正。通过扫描电子显微镜和透过光谱表征和分析了硫系玻璃Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀薄膜非线性吸收增强的原理,非线性吸收随着波长的增加由单光子吸收为主逐渐转变为双光子吸收为主;银膜的微纳结构导致硫系玻璃薄膜的共振中心频率发生了偏移。实验制备的用于增强硫系玻璃非线性的微纳结构制作简单,无需复杂光刻工艺,为非线性光子学器件的设计提供了新的思路。