硅基发光材料研究进展

硅是一种非发光材料,发展光电子集成技术必须大力发展硅基发光材料,在此基础上,研究了各类与硅平面技术兼容的发光器件和集成电路。文章综述各类硅基发光材料、发光机制的研究成果与发展动态。     

硅基发光材料和器件研究的进展

发光器件和集成电路都是信息技术的基础。如果能将它们集成在一个芯片上,信息传输速度,储存和处理能力将得到大大提高,它将使信息技术发展到一个全新的阶段,但是,现在的集成电路是采用硅材料,而发光器件则用ｉｌｌ－Ｖ族化合物半导体。Ｉｌｌ－Ｖ族化合物半导体集成电路,虽然经过多年的研制,但至今还不成熟。因此,研究硅基发光材料和器件成为发展光电子集成的关键。本文评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺铒硅、多孔硅、纳米硅以及 Ｓｉ／ＳｉＯ_２等超晶格结构材料,并展望了这些不同硅基发光材料和发光器件在光电集成中的发展前景。     

硅基发光材料和器件研究的进展

发光器件和集成电路都是信息技术的基础,如果将经们集成在一个芯片上,信息传输速度,存储和处理能力将得到大大提高,它将使信息技术发展到一个全新的阶段,但是,现有的集成电路是采用硅材料,而发光器件用Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体。Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体集成电路,虽然经过多年的研制,但至今还不成熟,因此,研究硅基发光材料和器件成为发展光电子集成的关键。本文评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件成为发展光电     

硅基薄膜发光材料

硅是微电子技术的基础材料，硅集成技术已高度发展，但硅却是非发光材料。为了发展硅基光电子技术，人们对硅基发光材料作了多方面的探索，其中有“缺陷工程”－在硅中引入作为辐射复合中心的杂技或缺陷，使之发光。“能带结构工程”－利用量子限制效应，利用具有不同能带结构的材料组合，获得硅基发光材料。“异质外延材料”－以硅为基底外延生长具有发光性能的材料。     

硅基双色发光图形的研制

本文提出一种制作硅基发光图形的方法，利用SiO2作掩膜，通过C+离子选区注入，退火处理及电化学腐蚀，使样品的单晶区形成多孔硅红-绿色发光区，注C+区域形成多孔SiC的蓝光发射区域，构成双色发光图形．     

硅基量子点的制备及其发光特性

硅基光电子学无疑是今后光电子学发展的方向，这就要求硅基材料能够满足发光器件的要求，从而达到光电集成的目的。因为硅体具有非直接带隙的特点，共发光效率低，所以利用硅基低维量子结构，尤其是量子点结构提高硅基材料的发光性能一直是国内外本领域的一个研究特点。本文对近年来硅基量子点的制备及发光特性研究所取得的进展和结果进行了总结和评述，并对今后的发展提出了看法。     

硅基材料高效发光——多孔硅光致发光研究

本文介绍了采用阳极氧化腐蚀工艺在单晶硅上制作多孔硅（ＰＳ）薄层，对ＰＳ薄层进行了微结构的分析为毫微结构量子线组成的复杂网络，其截面尺寸为纳米范围而纵向尺寸在微米量级。对ＰＳ样品光致发光谱的测定发现随阳极氧化电流密度和腐蚀时间的增加谱峰发生“兰移”并用ＰＳ的量子限制效应解释了上述实验现象。     

基于锗量子点的硅基发光器件

硅基光源是实现硅基集成光电子芯片的核心器件,虽然近年来国内外已经取得多项重要成果,但适合于下一代大规模光电集成芯片的小尺寸、低功耗、工艺兼容的高效硅基发光器件仍然缺乏。文章介绍了基于嵌入光学微腔中的锗量子点实现硅基发光器件方面的研究成果,通过将分子束外延生长的锗自组装量子点嵌入硅光子晶体微腔中,实现了室温下处于通信波段的共振发光。通过在图形化衬底上生长实现锗量子点的定位,并精确嵌入光子晶体微腔中,实现了基于锗单量子点的硅基发光器件。     

Si基高效率发光材料与器件的探索

发展硅基光电子学一直是人们关注追求着的一个诱人的目标，众所周知，半导体晶体管是构成微电子技术的关键基础，而发光，激光器件则将是光电子学的心脏部件，硅属间接带隙材料，发光效率至少比直接带隙的ＧａＡｓ低三个量级。探索硅基材料高效率发光的途径，已是当前科技界研究的热点，能带工程的应用为之展现出光明的前景。本文着重评述，由ＳｉＧｅ量子阱能带工程，Ｅｒ￣（３＋）发光中心离子注入掺杂工程，以及直接带隙β一ＦｅＳｉ＿２新材料工程的研究所取得的进展，并提出作者的若干初步想法的考虑。     

硅基纳米材料发光特性的研究进展

近年,硅基低维材料物理与工艺的研究预示,硅基光电子学将是今后半导体光电子学的一个主要发展方向,而硅基低维发光材料又将成为半导体光电子集成技术的主要基础材料。随着硅基超晶格,量子阱和多孔硅研究的不断深化以及纳米科学技术的日益发展,硅基发光材料正向纳米方向开拓。     

Si基异质结构发光的研究现状

综述了Ｓｉ 基异质结构发光研究的现状。介绍了Ｓｉ 材料本身的本征发光、激子发光、杂质发光等特性,描述了掺Ｅｒ－ Ｓｉ 的发光、Ｓｉ 基量子结构（ 量子阱、量子点） 的光发射,重点研究ＳｉＧｅ／Ｓｉ 异质结构的发光性质。同时还对多孔Ｓｉ 发光、Ｓｉ 基发光二极管（ＬＥＤ） 与Ｓｉ 双极晶体管（ＢＪＴ） 集成、Ｓｉ 基上垂直腔面发射激光器（ＶＣＳＥＬ） 与微透镜的混合集成作了简要的介绍。     

Si基高速0EIC光接收机芯片的研究

Si基光电子集成(OEIC)光接收机在光通信系统接入网、光互连、光存储等方面有着广泛的应用前景。本文综述Si基OEIC光接收芯片的研究现状，分析了其发展趋势，探讨了进一步提高性能的途径。     

Research progress of Si-based germanium materials and devices

Si-based germanium is considered to be a promising platform for the integration of electronic and photonic devices due to its high carrier mobility, good optical properties, and compatibility with Si CMOS technology. However, some great challenges have to be confronted, such as: (1) the nature of indirect band gap of Ge; (2) the epitaxy of dislocation-free Ge layers on Si substrate; and (3) the immature technology for Ge devices. The aim of this paper is to give a review of the recent progress made in the field of epitaxy and optical properties of Ge heterostructures on Si substrate, as well as some key technologies on Ge devices. High crystal quality Ge epilayers, as well as Ge/SiGe multiple quantum wells with high Ge content, were successfully grown on Si substrate with a low-temperature Ge buffer layer. A local Ge condensation technique was proposed to prepare germanium-on-insulator (GOI) materials with high tensile strain for enhanced Ge direct band photoluminescence. The advances in formation of Ge n⁺p shallow junctions and the modulation of Schottky barrier height of metal/Ge contacts were a significant progress in Ge technology. Finally, the progress of Si-based Ge light emitters, photodetectors, and MOSFETs was briefly introduced. These results show that Si-based Ge heterostructure materials are promising for use in the next-generation of integrated circuits and optoelectronic circuits.     

蓝色发光二极管的技术与实际应用

综述了蓝色发光二极管的技术及不同材料蓝色发光二极管的制作与特性，并介绍了蓝色发光二极管的实际应用。     

Temperature effects on output characteristics of quantum dot white light emitting diode

In this paper,we proposed quantum dot (QD) based structure for implementation of white light emitting diode (WLED) based on InGaN/GaN.The proposed structure included three layers of InGaN QD with box s...     

硅基纳米材料制备技术的新进展

近年,硅基低维材料物理与工艺的研究预示,硅基光电子学将是今后半导体光电子学的一个主要发展方向,而对硅基纳米材料的研究一直是本领域的一个研究热点,评述了近年硅基纳米材料在制备技术方面所取得的新进展,并展望了今后的发展方向。     

柔性有机电致发光器件的研究进展

柔性OLED技术尚未成熟,要实现产业化,其稳定性和显示效率仍有待进一步改善.本文从FOLED衬底材料的选取和处理、阳极材料的选取和设计、柔性器件的包封等方面,介绍了FOLED几项关键技术研究进展,并对其研究与应用前景进行了展望.     

发光二极管光源疗法在生物医学中的应用

综述了国内外以发光二极管为光源的光疗法在生物医学中的应用研究,主要从动物体试验,动物细胞实验和医学临床进行了分析,对医学临床进行了重点的分析研究。并从安全性、经济性、使用性等多方面比较分析了发光二极管光源疗法与其它光源疗法的优缺点。发光二极管光源疗法将在生物医学领域有广阔的应用,在产品商业化上也会有较大的发展。     

分子束外延硅基碲镉汞材料技术研究现状

目前,高性能大面阵中波及短波红外探测器已经得到了越来越多的应用。材料参数控制精确、材料质量良好的碲镉汞材料是获得高质量碲镉汞探测器的先决条件。报道了华北光电技术研究所在分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)生长硅基中波及短波碲镉汞材料方面的最新研究进展,并介绍了现阶段MBE生长碲镉汞材料的研究现状。     

有机白光LED

有机白光LED主要有电致发光与光致发光两类。电致发光的主要机理有:量子阱发光、激基复合物发光和能量转移。人们对有机电致发光白光LED研究较多,不久将有产品问世;而对光致发光研究较少。与电致发光相比,光致发光造价更小,其荧光量子效率或许比电致发光更高。有机白光LED制备工艺简单、成本低功耗小,具有巨大的应用价值及潜在的市场。对发光显示技术,有机白光LED代表了一条“便宜”经济的路径。综述了有机白光LED的机理及发展现状。