有机源制备的氧化非晶碳膜的新颖发光行为

利用有机碳源（二甲苯），采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）系统制备了一系列氢化非晶碳（a-C:H)薄膜样品。与利用甲烷（CH4）制备的a-C:H不同，该样品的光致发光峰位于蓝绿光范围并且呈现多峰结构，而不是表现为一个较宽的单峰。同时样品发光峰的特征随着制备过程中功率不同而变化。认为：a-C:H薄膜中的芳香环结构的引入产生了新的发光中心，导致PL谱中新峰位的出现。     

大连民族学院在研的国家自然科学基金项目简介（Ⅱ）

一、“利用辉光介质阻挡放电沉积多种功能性薄膜”（编号：10405005） 项目主持人：刘东平 利用介质阻挡放电在沉积DLC薄膜方面的优势，将该方法移植至其他功能，性薄膜（如a-Si：H、SiO2、a-C：N、TiO2等）的制备研究中，分析薄膜特性，开创新的研究工作；对脉冲辉光放电形成过程及等离子体鞘层活性物种种类、能量及密度进行模拟，结合对薄膜在原子水平上的分析结果，研究薄膜的低能沉积和高能溅射过程，分析薄膜沉积机理。     

氮化硅的光致发光

采用PECVD技术在单晶硅(100)硅片表面沉积非晶氮化硅薄膜(a-SiN.),通过改变压强,调节氮气流量制备样品,再对沉积态样品进行真空传统退火和氮气氛围快速热退火(RTP)处理.研究认为,所制备的α-SiNx薄膜(N2与SiH4流量比＞20:1)的发光机制以能隙态模型发光机制为主.反应气体流量比不变,提高总的反应气压样品的发光主峰峰位发生了蓝移,真空高温长时间退火会减弱其光致发光效应,快速短时退火有利于其发光峰的增强.     

Si-Si02薄膜结构与光致发光的研究

采用射频磁控溅射复合靶技术制备了Si-SiO2薄膜，并在各种温度下进行了退火处理．XRD分析表明Si-SiO2薄膜为非晶结构，XPS分析表明样品主要是以SiO1.90的形式存在，它是富硅或缺氧的结构．在室温下观察到了可见光致发光(PL)现象，探测到样品的峰位分别在370m、410m、470m和510nm．结合激发谱对相应的激发与发光中心进行了讨论．另外，还研究了退火温度对其峰位与峰强的影响．     

一种制备SiO2膜的方法——氧等离子体处理聚硅烷涂层

作者利用低温氧等离子体处理聚硅烷涂层，成功地制备了SiO2膜．由IR谱给出的Si-O键的吸收峰波数，随氧等离子体处理时间的不同在1065～1088cm-1范围变化；XPS谱给出Si2p的结合能为103．3～103．5eV，硅氧原子比为1：1．99；激光椭园偏振仪测得折射率在1．30～1．55范围；MOS电容的高频C-V特性曲线表明，平带电压为正，计算得氧化物电荷的电性为负，密度为6．6×1010～8．8×1011cm-2，其大小可以通过改变处理条件进行控制；BT实验表明，可动电荷密度为(3～6)×1010cm-2，这种新型的SiO2膜可望在微电子器工艺中得到应用．     

有机源制备的氢化非晶碳膜的新颖发光行为

利用有机碳源 (二甲苯 ) ,采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)系统制备了一系列氢化非晶碳 (a C :H)薄膜样品 .与利用甲烷 (CH4)制备的a C :H不同 ,该样品的光致发光峰位于蓝绿光范围并且呈现多峰结构 ,而不是表现为一个较宽的单峰 .同时样品发光峰的特征随着制备过程中功率不同而变化 .认为 :a C :H薄膜中的芳香环结构的引入产生了新的发光中心 ,导致PL谱中新峰位的出现     

从n型硅到RTN超薄SiO2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源，对超薄(10nm)SiO2膜进行快速热氮化(RTN)，制备了SiOxN，超薄栅介质膜，并制作了Al／n-Si／SiOxNy／Al结构电容样品．研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化．结果表明：低场时的漏电流很小；进入隧穿电场时，I—E曲线遵循Fowler-Nordheim(F-N)规律；在更高的电场时，主要出现两种情形，其一是I-E曲线一直遵循F-N规律直至介质膜发生击穿，其二是I-E曲线下移，偏离F-N关系，直至介质膜发生击穿．研究表明，I-E曲线随氮化时间增加而上移．文中对这些实验结果进行了解释．     

快速热退火增强非晶SiC_xO_y薄膜蓝绿光发射特性研究

采用甚高频等离子增强化学气相沉积技术,以SiH_4,CH_4和O_2作为反应气源,在150℃下制备非晶碳氧化硅薄膜,并对薄膜进行不同条件下快速热退火处理,研究快速热退火处理对其结构和发光特性的影响.实验表明,原始沉积薄膜在可见光全波段展现较强的光致发光特性,经过快速热退火处理后,其发光强度显著增强.薄膜在700℃经过快速热退火10s后,相比于原始沉积薄膜,其发光强度增强6倍,肉眼可见强的蓝绿光光发射.光荧光谱(PL)分析表明,薄膜的发光峰位不随激发波长的改变而发生明显变化.通过结合拉曼(Raman)光谱及傅里叶红外吸收(FTIR)光谱对薄膜的微结构及键合结构分析,分析了不同退火温度和退火时间对其蓝绿光发射增强机制的影响.     

硅衬底上多层Ge/ZnO纳米晶薄膜的制备及光学特性

采用射频磁控溅射技术和快速热退火方法在Si(100)衬底上制备多层Ge/ZnO纳米晶薄膜.Ge纳米晶的大小随着退火温度的增加,从2.9nm增加到5.3nm.光致发光谱测试发现两个发光峰,分别位于1.48,1.60eV左右.研究发现:位于1.48eV处的发光峰来源于ZnO相关的氧空位或富锌结构的缺陷发光,位于1.60eV处的发光峰随着退火温度的增大向短波长移动,该发光峰应该来源于GeO发光中心.     

Si-SiO_2薄膜结构与光致发光的研究

采用射频磁控溅射复合靶技术制备了Si SiO2薄膜,并在各种温度下进行了退火处理.XRD分析表明Si SiO2薄膜为非晶结构,XPS分析表明样品主要是以SiO1.90的形式存在,它是富硅或者缺氧的结构.在室温下观察到了可见光致发光(PL)现象,探测到样品的峰位分别在370nm、410nm、470nm和510nm.结合激发谱对相应的激发与发光中心进行了讨论.另外,还研究了退火温度对其峰位与峰强的影响.     

Blue emission from hydrogen-containing a-Si：H／SiO2 multilayers and the investigation of its mechanism

A series of hydrogen-containing a-Si:H/SiO2 multilayers with different a-Si:H sublayer thickness were fabricated by layer-by-layer deposition and in situ plasma oxidation in a plasma-enhanced chemical vapor deposition system (PECVD). Optical induced blue emission from the samples was observed by the naked eye at room temperature, which has never been reported in the luminescence study of Si/SiO2 multilayers up to now. Both the photoluminescence (PL) peak and the absorption edge show a blue shift as the a-Si:H sublayer thickness decreases. The origin of the blue emission and the effect of hydrogen are discussed.     

衬底掺杂浓度对p-i-n结构电致发光的增强作用

采用等离子体增强化学气相淀积系统,应用原位氧化和原位掺杂技术制备出了以非晶硅/二氧化硅多层膜结构为本征i层、分别以磷和硼掺杂的非晶硅作为n型和p型区的p-i-n结构。经过三步后退火处理,i层晶化得到纳米硅/二氧化硅多层膜结构,磷和硼掺杂的非晶硅结晶形成多晶硅结构。衬底采用轻和重掺杂两种不同浓度的p型单晶硅。重掺杂衬底上的p-i-n结构的电致发光特性比轻掺杂的具有更低的开启电压和更高的发光强度和效率。根据载流子的输运机制分析,重掺杂的p+硅衬底一方面有效的降低了载流子的隧穿势垒,提高了载流子的有效注入效率,进而提高了电致发光强度和效率;另一方面,重掺杂衬底也降低了器件的总串联电阻,是器件开启电压降低的主要原因。     

退火温度对硅/氧化硅多层膜微结构的影响

采用等离子体增强化学气相淀积系统,应用原位氧化和原位掺杂技术制备出了非晶硅/二氧化硅多层膜结构。对多层膜结构进行不同温度下热退火后处理,通过傅里叶变化红外吸收光谱和拉曼散射光谱对其微结构的变化进行了表征。结果表明,原始淀积的多层膜结构中,存在大量的氢原子,以硅氢键和硅键合;随着退火温度从450℃升高到650℃,光谱中与硅氢键相关的信号逐渐减弱,说明氢原子不断解离;另一方面,硅氧键弯曲振动模式随着退火温度升高而增强;硅氧键的伸缩振动模式位置蓝移、强度增强,说明硅氧之间的配比随着退火温度升高不断接近化学配比;通过拉曼散射谱可以观测到非晶硅在高温下发生相变,形成纳米硅晶粒。     

氢化非晶硅薄膜光吸收谱的恒定光电流测量法

本文报道了光吸收谱的恒定光电流（ＣｏｎｓｔａｎｔＰｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔＭｅｔｈｏｄ）测量法，并用其测量了高速沉积的氢化非晶硅薄膜（ａ－Ｓｉ：Ｈ）的光吸收谱，同时观测了ＳｔａｅｂｌｅｒＷｒｏｎｓｋｉ（ＳＷ）效应中样品吸收系数的变化。     

SiOP介质膜及其对InGaAsP/InP量子阱激光结构混合无序的影响

用等离子体增强化学沉积(PECVD)方法制备了一种新的电介质薄膜—SiOP,用X射线光电子谱(XPS)和光荧光(PL)研究了膜的结构及膜对1.55μmInGaAsP/InP量子阱激光结构带隙的影响.XPS分析表明,该膜中存在SiO和PO键,P(2p)态键能为134.6eV.PL测量首次获得223.6meV的最大带隙蓝移.该技术在光子集成和光电子集成电路(PIC's,OEIC's)中有广泛的应用前景.     

埋入SiO_2中C团光致发光机理的研究

用射频共溅射方法和退火工艺制备厂埋入 SiO_2中碳的复合薄膜,并在室温下得到了强的可见光致发光谱(峰值在2.136eV)。用拉曼散射谱和红外透射谱对样品进行了测量,分析厂复合膜的微结构,研究了不同碳含量对光致发光谱的影响,并对 C-SiO_2复合薄膜的光致发光机理进行了讨论。     

硅烷射频辉光放电中的SiH_2/SiH_3

本文报道了采用四极质谱计实现在PCVD系统中对制备a－Si：H薄膜时的硅烷射频辉光放电中性基团的在线测量。获取了在低压强、小放电功率条件下,SiH2与SiH3基团的相对丰度比。     

Novel Hybrid SiO_2/ZnS Coated CdTe/CdS Quantum Dots and Their Bioapplications

Novel CdTe/CdS quantum dots(QDs)coated with a hybrid of SiO_2 and ZnS were fabricated through a simple two-step approach.The hybrid SiO_2/ZnS coated CdTe/CdS quantum dots was characterized by transmission electron microscopy(TEM),UV and fluorescence spectrometer.Results indicated that the core-shell structure gave the QDs outstanding photoluminescence properties,includinganarrowphotoluminescencespectrum,high photoluminescence(PL)quantum yield and long emission lifetime(average PL lifetime of increased from 26.4 ns to 49.1 ns).Cellular studies showed the QDs had good cytocompatibility with Hela cells as determined by the 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide(MTT)assay after coating SiO_2/ZnS,and also proved the feasibility of using the hybrid SiO_2/ZnS coated QDs as optical probes for in vitro cell imaging.The synthesis method of QDs is highly promising for the production of robust and functional optical probes for bio-imaging and sensing applications.     

CdS纳米颗粒的合成、表面修饰及光学特性研究

用一步室温固相化学反应法合成CdS纳米颗粒,并以氨催化水解法对其表面进行了修饰,得到了具有CdS／SiO2核／壳结构的纳米微球,以透射电子显微镜和X-射线衍射仪对其结构和物相进行了表征,并研究了其光致发射光谱的性质,研究结果表明：固相反应完全,产物为纯相CdS,室温固相化学反应法避免了传统湿法存在的团聚现象的缺点,具有产率高、无污染、节能等优点;而且CdS纳米颗粒表面经SiO2修饰后,其带边发射显增强,缺陷发射减弱,且在一定范围内随着SiO2包覆层厚度的增加,荧光强度增加。