刻划的富硅二氧化硅／p-Si结构的光致发光和电致发光

以磁控溅射方法于p-Si上淀积富硅二氧化硅,形成富硅二氧化硅／p-Si结构,用金刚刀在其正面刻划出方形网格后在N2气氛中退火,其光致发光(PL)谱与未刻划的经同样条件退火的对比样品的PL谱有很大不同.未刻划样品的PL谱只有一个峰,位于840nm(1.48eV),而刻划样品的PL谱是双峰结构,峰位分别位于630nm(1.97eV)和840nm.800℃退火的刻划富硅二氧化硅/p-Si样品在背面蒸铝制成欧姆接触和正面蒸上半透明金电极后在正向偏压10V下的电致发光(EL)强度约为同样制备的未经刻划样品在同样测试条件下的EL强度的6倍.EL谱形状也有明显不同,表现在：未经刻划样品的EL谱可以分解为两个高斯峰,峰位分别位于1.83eV和2.23eV;而在刻划样品EL谱中1.83eV发光峰大幅度增强,还产生了一个新的能量为3.0eV的发光峰.认为刻划造成的高密度缺陷区为氧化硅提供了新的发光中心并对其中某些杂质起了吸除作用,导致PL和EL光谱改变.     

SIMOX材料顶层硅膜中残余氧的行为

利用光致发光谱(PL)和二次离子质谱(SIMS)检测了不同退火条件下处理的SIMOX材料的顶层硅膜．实验结果显示,SIMOX顶层硅膜的PL谱有三个峰：它们是能量为1.10eV的a峰、能量为0.77eV的b峰和能量为0.75eV的c峰．与RBS谱相比,发现a峰峰高及b/a峰值比是衡量顶层硅膜单晶完整性的标度．谱峰b起源于SIMOX材料顶层硅膜中残余氧,起施主作用．SIMS测试结果显示,谱峰c来源于SIMOX材料顶层硅膜中的碳和氮．     

立方ZnMgO基体中六方ZnO量子点的化学溶液制备技术

首次报道了利用相分凝技术在非晶石英衬底上立方ZnMgO基体中制备六方ZnO量子点的化学溶液方法.对所制备的ZnO/ZnMgO/SiO2进行了原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、椭圆偏振光谱(SE)表征.XRD表征表明当六配位Zn2 以替位的形式取代六配位Mg2 时,会导致相同衍射条件下立方ZnMgO的2θ比立方MgO的2θ小.SE表征发现ZnO量子点的量子效应导致了ZnO量子点的激子吸收能(3.76eV)比ZnO体晶的能带隙(3.37 eV)大.AFM表征表明:导致薄膜的XRD的衍射峰、α吸收峰和PL发射峰皆很宽的部分原因是由于组成所制备薄膜的晶粒尺寸分散较大、形状不一引起的.     

高RF功率制备的ZnO:Li薄膜性能研究

实验采用射频(RF)磁控溅射法在高射频功率(550 W)下制备了Zn0.9Li0.1O薄膜,探讨了薄膜的光学性能,并与低溅射功率制备的薄膜性能进行了比较。结果表明,高功率下溅射的薄膜晶粒均匀细小,表面平整致密,在可见光波长范围内,透过率达80%。该薄膜的光学带隙约3.29 eV,明显低于低功率溅射的薄膜(3.44 eV)。其室温光致发光(PL)谱结果显示,最强峰是由Li杂质能级引起的399 nm峰,热处理后,370 nm的带间发光峰增强,而低功率制备的薄膜其PL谱与纯ZnO材料的特征谱相似。     

退火对MOCVD法生长ZnO薄膜性能的影响

采用MOCVD方法在(001)Si衬底上生长ZnO薄膜,并在空气中800℃退火1 h.生长及退火样品的XRD图谱均显示了较强的(002)ZnO衍射峰,表明ZnO薄膜为c轴高取向生长.光电子能谱(XPS)分析显示,退火后ZnO薄膜从富Zn生长变为富O生长.在样品的室温PL 谱中,观察到未退火样品的紫外发射峰的中心为3.28 eV,并观察到退火样品位于3.30 eV的自由激子发射峰和位于3.23 eV的施主-受主对的复合发光峰.实验结果表明,退火后ZnO薄膜的晶体质量得到提高.     

MOCVD生长的GaN:Mg外延膜的光电性质

用MOCVD技术生长GaN:Mg外延膜,在550～950℃温度范围内,对样品进行热退火,并进行室温Hall、光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,850℃退火后空穴浓度达到8×1017 cm-3以上,电阻率降到0.8Ω·cm以下.室温PL谱有两个缺陷相关发光峰,位于2.8eV的蓝光峰(BL)以及3.27eV附近的紫外峰(UVL).蓝光峰对紫外峰的相对强度(BL/UVL)在550℃退火后升高,之后随着退火温度的升高(650～850℃)而下降,继续提高退火温度至950℃,BL/UVL急剧上升.空穴浓度先随着Mg掺杂浓度的增加而升高;但继续增加Mg掺杂浓度,空穴浓度反而下降.这些结果表明要实现空穴浓度达1018 cm-3,不仅要考虑H的钝化作用,还要考虑Mg受主的自补偿效应.     

MOCVD生长的GaN:Mg外延膜的光电性质

用MOCVD技术生长GaN:Mg外延膜,在550～950℃温度范围内,对样品进行热退火,并进行室温Hall、光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,850℃退火后空穴浓度达到8×1017 cm-3以上,电阻率降到0.8Ω·cm以下.室温PL谱有两个缺陷相关发光峰,位于2.8eV的蓝光峰(BL)以及3.27eV附近的紫外峰(UVL).蓝光峰对紫外峰的相对强度(BL/UVL)在550℃退火后升高,之后随着退火温度的升高(650～850℃)而下降,继续提高退火温度至950℃,BL/UVL急剧上升.空穴浓度先随着Mg掺杂浓度的增加而升高;但继续增加Mg掺杂浓度,空穴浓度反而下降.这些结果表明要实现空穴浓度达1018 cm-3,不仅要考虑H的钝化作用,还要考虑Mg受主的自补偿效应.     

Cd掺杂ZnO薄膜的光致发光性能研究

三元半导体Cd掺杂ZnO薄膜通过脉冲激光法沉积 在石英玻璃基底上,Gd含量x从0增加到0.23。X射线衍射(XRD)图谱表明,所有Zn1－xCd xO薄膜都具有c轴取向的六方纤锌矿结构,而且c轴 晶格常数随着 x的增加而增加。原子力显微镜(AFM)观察到,随着x的增加,Zn1－xCdxO 薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。光致发光(PL)和透过率 测量都证实,随着x的增加,薄膜的禁带宽度Eg从3.27eV降低到了2.78eV,同时导致了PL峰半高 宽(FWHM)的变大。PL峰迁移到了可见光范围内,使得Zn1－xCdxO薄膜可以应用在可见光发光二极管及其它高效率的光电 子器件。     

氢化对ZnO发光性质的影响

通过低温光致发光(PL)谱研究氢化对ZnO发光性质的影响.氢通过一个直流等离子体发生装置引入到ZnO晶体.研究发现氢的引入影响了束缚激子的相对发光强度,特别是氢化以后I4峰(3.363eV)的强度增加.与未氢化样品相比较,氢化样品显示出不同的温度依赖PL谱.在4.2K温度下,测量了氢化样品表面以下不同深度处的PL谱.研究发现I4峰的强度和I4峰与I8峰强度比随深度变化而变化,说明了在引入的氢和浅施主之间的直接联系.一般而言,氢化会增强带边发射并钝化绿光发射.     

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.     

氢化对ZnO发光性质的影响

通过低温光致发光(PL)谱研究氢化对ZnO发光性质的影响.氢通过一个直流等离子体发生装置引入到ZnO晶体.研究发现氢的引入影响了束缚激子的相对发光强度,特别是氢化以后I4峰(3.363eV)的强度增加.与未氢化样品相比较,氢化样品显示出不同的温度依赖PL谱.在4.2K温度下,测量了氢化样品表面以下不同深度处的PL谱.研究发现I4峰的强度和I4峰与I8峰强度比随深度变化而变化,说明了在引入的氢和浅施主之间的直接联系.一般而言,氢化会增强带边发射并钝化绿光发射.     

Ge覆盖多孔硅结构的桔绿光发射

使用514.5nm Ar+激光检测了Ge覆盖多孔硅结构的光致发光谱(PL),观察到峰位2.25eV,半峰宽约0.1eV的一个新的桔绿发光峰.随着覆盖Ge薄膜的加厚,这个桔绿发光峰的峰位保持不变,但发光强度显著下降.实验和分析结果表明,该桔绿发光峰源于多孔硅和嵌于其孔中的Ge纳米晶粒两者界面中的Ge相关缺陷.     

LPCVD氮化硅薄膜的室温可见光发射

在4.66eV的激光激发下,在室温下LPCVD氮化硅薄膜可发射高强度可见光,其峰位位置分别为2.97,2.77,2.55,2.32,2.10和1.90eV的6个PL峰,建立了可见光发射的能隙态模型,讨论了发光机制     

化学气相沉积4H-SiC同质外延膜的生长及其特征

采用常压化学气相沉积(APCVD)方法在偏向<11-20>晶向8°的p型4H-SiC(0001)Si-面衬底上进行同质外延生长.霍尔测试的结果表明,非有意掺杂的外延膜层导电性为n型.XRD测试显示各个样品只在位于2θ=35.5°附近出现一个谱峰,表明外延膜是SiC单晶.在低温PL谱中,对于在较低温度下外延生长的4H-SiC样品,在1.8～2.4eV范围内出现很宽的谱峰.而在该样品的Raman谱中,也观察到了典型的3C-SiC的特征峰,表明该样品含有立方相SiC的混晶,这与PL谱获得的结果相吻合.     

化学气相沉积4H-SiC同质外延膜的生长及其特征

采用常压化学气相沉积(APCVD)方法在偏向<11-20>晶向8°的p型4H-SiC(0001)Si-面衬底上进行同质外延生长.霍尔测试的结果表明,非有意掺杂的外延膜层导电性为n型.XRD测试显示各个样品只在位于2θ=35.5°附近出现一个谱峰,表明外延膜是SiC单晶.在低温PL谱中,对于在较低温度下外延生长的4H-SiC样品,在1.8～2.4eV范围内出现很宽的谱峰.而在该样品的Raman谱中,也观察到了典型的3C-SiC的特征峰,表明该样品含有立方相SiC的混晶,这与PL谱获得的结果相吻合.     

LPCVD氮化硅薄膜的室温可见光发射

在4.66eV的激光激发下,在室温下LPCVD氮化硅薄膜可发射高强度可见光,其峰位位置分别为2.97,2.77,2.55,2. 32,2.10和1.90eV的6个PL峰,建立了可见光发射的能隙态模型,讨论了发光机制.     

掺锰p-GaSe层状半导体的辐射中心

采用光致发光(PL)测量法研究了掺锰(0.1～1 at.%)GaSe的发射带,根据PL强度与温度的关系曲线、峰值能量与锰浓度的函数关系和激发光谱得出,1.82 eV发射带是因导带至受主能级(在价带以上0.30 eV)的跃迁引起的.     

MOCVD生长Mg掺杂GaN的退火研究

用MOCVD技术在50mm蓝宝石衬底(0001)面上生长了GaN∶Mg外延膜,对样品进行热退火处理并作了Hall、双晶X射线衍射(DCXRD)和室温光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,950℃退火后空穴浓度达到5×1017cm-3以上,电阻率降到2.5Ω·cm;(0002)面DCXRD测试发现样品退火前、后的半峰宽均约为4′;室温PL谱中发光峰位于2.85eV处,退火后峰的强度比退火前增强了8倍以上,表明样品中大量被H钝化的受主Mg原子在退火后被激活.     

Li、Mg掺杂ZnO薄膜PL特性研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备了Li、Mg掺杂的ZnO薄膜,研究了薄膜的光致发光(PL)性能。结果表明,由氧缺位引起的深能级发光峰(450~470 nm)的强度随Li和Mg掺杂量的增加而下降。Mg的添加会使薄膜的带边发射(NBE)增强,而Li的掺杂抑制了NBE峰,同时引发403 nm的Li杂质能级峰,该能级位于价带顶0.29 eV处。     

CdTnTe（CZT）单晶体的Raman—PL光谱的再分析

本文对碲锌镉（CZT）（111）取向的Raman光谱和PL光谱作了分析。在Raman光谱中,用Stokes测量检测无峰,而反斯托克斯(anti-Stokes)测出了它的Raman光谱,其中在－125cm^-1处是横声子振动（TO）－142cm^-1处是纵声子振动（LO）。由于晶体的各向异性,在一个平面上,同一晶粒旋转不同方向TO／LO比值与（111）平面等能截面图相符。另它的PL光谱在807nm(1.535eV),FWHM为30nm（0．057eV),旋转方向对PL光谱无影响。故在生长HgCdTe单晶薄膜时,要注意衬底CZT的晶体摆放位置。