多孔硅激光

我们用波长为1064nm的纳秒脉冲激光在硅表面打出小孔结构,然后再做高温退火处理形成了硅的纳米氧化低维结构.在514nm激光泵浦下,发现该结构在700nm和750nm处有很强的受激辐射发光(PL).实验中发现:该PL发光有明显的阈值表现和激光增强效应,证明该PL发光确实是光致受激发射.计算給出氧化界面态模型来解释该光致受激发光机理,其中Si=O和Si-O-S的键合可以产生氧化陷阱态,关键在于该氧化陷阱态与价带顶空穴态之间能够形成粒子数反转.为硅基上激光器件的光电子集成研发开辟了新的途经.     

脉冲电阳极腐蚀纳米多孔硅的蓝光发射

用直流叠加方波脉冲电流阳极腐蚀法制得了多孔硅（ＰＳ），样品经ＸｅＣｌ准分子激光器的３０８ｎｍ激光的激发，获得了中心波长为４６２ｎｍ，半高宽为１２６ｎｍ的蓝色光致发光（ＰＬ）谱、ＰＳ断透射电（ＴＥＭ）分析发现有ｎｍ量级的Ｓｉ原子团组成的一维量子线（柱）阵列的三维量子海棉结构，由此带来的量子约束和表面效应恰好说明了ＰＬ谱的实验结果。     

多孔硅溶胶的制备与其可控电迁移研究

用阳极电流腐蚀法制备多孔硅(PS),并将其分散到无水乙醇中形成溶胶.用荧光光谱仪测定了多孔硅溶胶的荧光强度与浓度的关系,研究了不同表面活性剂的掺入对溶胶体系的稳定性及其荧光强度的影响.进行了多孔硅溶胶的电迁移实验,并发现不同的表面活性剂的加入可使多孔硅溶胶带不同电荷,从而使多孔硅溶胶的电迁移变的可控.用扫描电镜(SEM)和X光电子能谱(XPS)对多孔硅溶胶电迁移沉积层进行了对比分析.研究表明,溶胶体系中表面活性剂的加入对沉积层的成分没有影响,可以用这种方法实现多孔硅纳米粒子的可控组装.     

纳秒激光加工生成网孔硅的发光

我们分别在氧气、氮气或空气等不同氛围中用纳秒脉冲激光在硅基上加工生成网孔结构,发现这些样品有增强的PL发光,且各样品的PL峰很相似。通过第一性原理计算,发现各种网孔结构表面的成键类型与密度是形成PL发光增强的关键,并由此提出相应的物理模型。     

多孔硅的荧光及微结构

用扫描隧道显微和光致发光方法，观察了发光多孔硅的微结构形貌。发现多孔硅的光致发光主要源自其最表面层；该层是无定型的，但又不同于一般的非晶硅，而像是由大量纳米尺度的硅原子族组成的海绵状微结构；诸硅原子簇随机分布，相互间没有清晰的界面；没有观察到“线”状或“柱”状的结构；多孔硅的微结构有明显的分形特征，其发光很可能是源自此纳米硅材料中的量子尺寸效应。     

离子辐照与发光多孔硅

报道了离子辐射损伤地多孔硅的形成及其发光性质的影响，硅自注入后电化学腐蚀形成多孔硅，注入剂量增加，光荧光谱强度减弱，谱峰红移，半高宽减小，如果样品被非晶化将不发光，因此，为离子注入控制多孔硅发光图形的形成提供了物理依据，制成的图形分辨率达２μｍ。     

光子作用所形成的硅锗合金的多孔结构及其发光特性

将功率为75W、波长为1 064nm的YAG激光的散焦束斑辐照在SiGe合金表面上能够形成多孔硅锗结构,其硅纳晶和锗纳晶的尺寸和形貌有自身的特点.用514nm激光激发,在600nm到900nm波长范围有较强的光致荧光.与化学刻蚀方式生成的多孔硅锗样品相比较,其荧光发光的频谱分布较复杂.当激光辐照到锗纳晶颗粒较多的地方,荧光发光谱分布延伸至红外区域.文中分析了发光的机理,检测出光致荧光的增强与氧化硅表面无关,主要来自硅纳晶和锗纳晶的表面态.指出了激光辐照方式加工样品的优点.     

发光多孔硅研究进展

发光多孔硅研究进展ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎＰｏｒｏｕｓＳｉｌｉｃｏｎ￥／／秦国刚（北京大学物理系，教授北京１００８７１）硅是最重要的半导体材料，它在微电子领域有十分重要而广泛的应用。室温下硅的禁带宽度为１．...     

多孔硅特性研究

采用连续变化的单色光作为激光光源，进行了多孔硅的退火研究，测量了多孔硅的光致发光谱，结果表明，其发光机理一是由量子限制效应所决定；另一种由Ｓｉ－Ｈ键所决定。     

多孔硅发光特性的研究

在以氢氟酸为基本组份的腐蚀液中,以单晶硅为阳极采用横向阳极氧化方法,制备了具有光致发光特性的多孔硅,系统地研究了多孔硅薄膜的光学性质;x光衍射分析表明样品具有良好的晶体质量;测量了样品的变波长激光喇曼光谱,光致发光峰值波长和半峰高宽度对电解液组份、电解电流密度及电解时间等量的依赖关系;利用二维量子尺寸效应对上述物理现象作了定性的解释.     

多孔硅的形成与理论分析

综述了多孔硅的形成机制，并分别对用n-Si和p-Si形成多孔硅的机理进行了分析。     

掺铕(铽)多孔硅的制备及其光致发光

采用了一种新的掺杂方法——溶胶-凝胶法将稀土配合物掺入多孔硅中．研究结果表明：“溶胶-凝胶法”可有效地把稀土掺入多孔硅中,所制得的杂化材料中,观察到Eu^3＋、Tb^3＋特征的橙红色、绿色室温光致发光．而且,通过SiO2对掺入稀土的包裹作用和对多孔硅层的覆盖,提高了多孔硅的稳定性,部分减少了多孔硅的发光猝灭．     

基于阳极腐蚀的多孔硅成长速度研究

提出基于阳极腐蚀的多孔硅的形成同时包含多孔硅的形成和电抛光体硅两部分组成 .把电抛光体硅的电流密度Je 与总的腐蚀电流密度J的比值定义为抛光因子α .推导出了多孔硅的成长速度与腐蚀电流密度、多孔度和抛光因子α之间的关系式 .在实验误差的范围内 ,三组文献提供的实验数据验证了本文结论的正确性 .     

方波脉冲电沉积氧化锌薄膜的研究

以0.1mol·dm-3的Zn(NO3)2水溶液为电解质溶液,以99.9%Zn片作阳极,采用方波脉冲电流法在氧化锡铟(ITO)导电玻璃基底上阴极电沉积,得到了透明的ZnO薄膜.采用X射线衍射分析、扫描电镜和荧光光谱技术,测试了薄膜的结构、表面形貌和光学特性.用同样方法在多孔硅衬底上电沉积ZnO薄膜,经过1000℃氧气氛下热处理1h,在紫外光照射下可发射强绿色荧光.     

激光作用于单晶硅样品后的强荧光效应

将功率为75W、波长为1064nm的YAG激光束照射在单晶硅样品上,形成的孔状结构有很特殊的表面形貌.特别是在孔内的侧壁上,有很特殊的网孔形结构,这里有很强的受激荧光发光效应,光致荧光谱峰在710nm处.本文中介绍了单纯激光加工生成多孔硅和纳晶硅样品的方法,观察和分析了样品中的低维纳米结构、氧化分布及其发光特性,特别注意到样品孔洞中的侧壁上的网孔形结构的强荧光效应.我们用量子受限效应结合硅晶与氧化硅界面态复合的综合模型来解释其光致发光的增强机理.     

中型氧化硅簇的性质及其在纳米硅线生长中的作用

应用量子化学计算法和前线轨道理论研究了中型氧化硅簇体系的结构和反应性，并从该理论研究出发，对一种新型的可以高产量生长纳米硅线的实验技术，即氧化硅辅助生长方法的生长机制做了相应的探讨。初步得出了富含硅的氧化硅簇和类似SiO配比的氧化硅簇在纳米硅线的成核和生长中起到了重要作用。