氧化多孔硅的发光机制

利用阳极氧化法制备了5种光致发光峰位不同的多孔硅,对该系列样品于400℃氧化处理1,2,4,8min和24min．通过研究其光致发光谱、红外吸收谱和瞬态谱,证明氧化多孔硅的光致发光来源于氧化硅中的发光中心．     

多孔硅的形成及可见光发射

多孔硅是晶体硅片在氢氟酸溶液中进行阳极氧化，在硅衬底上形成多孔态的硅材料。本文介绍了多孔硅的形成和结构形貌，对其光学性质和发光机制进行了扼要讨论，并介绍了当前多孔硅研究中的一些热点问题。     

不同激发波长下多孔硅的光致发光研究

采用阳极氧化法腐蚀n型Si(111)片,制备了多孔硅样品.利用荧光分光光度计对样品光致发光和光致发光激发特性进行了研究,发现多孔硅样品的光致发光谱上有2个发光峰,其中心分别位于640 nm和565 nm.基于前人的报道和本实验结果的分析,认为多孔硅的光致发光来源于纳米硅颗粒中光生载流子弛豫到其表面态上然后发生辐射复合.进一步通过实验证明,640 nm处的发光峰与纳米硅颗粒表面的Si-O复合物有关,而565 nm处的发光峰与其它发光中心有关.     

多孔硅材料的电致发光特性及多孔形成机理的研究

系统考察了衬底硅材料的掺杂类型，晶向，阳极氧化电流密度时间等工艺条件对多孔硅电致发光特性的影响，考察了其微观结构，实验表明，电流密度的增大或氧化时间的增长，使多孔硅的发光射谱“蓝移”，发光持续时间延长，当ＨＦ与乙醇的配比为１：１时，有较强的发光强度。     

电化学腐蚀多孔硅的发光特性

采用直流电化学腐蚀的方法在不同电流密度下制备了多孔硅样品.用SEM,FTIR,PL谱研究了制备样品的结构和发光特性.结果表明,多孔硅样品的发光强度和峰位与电流密度存在密切关系,制备的多孔硅存在378,470,714nm的光致发光,对这几个发光峰的发光机理进行了讨论.     

多孔硅荧光谱双峰结构的研究

采用阳极腐蚀法制备了多孔硅（PS），用原子力显微镜（AFM）照片对其表面和结构做了分析，观察到多孔硅纳米尺寸的微结构；并进行了多孔硅层（PSL）的光致发光谱（PL）测量，观察到PL谱峰的“蓝移”和双峰现象，符合量子尺寸效应和发光中心理论，红外吸收光谱进一步证明了发光中心的存在。     

红外焦平面多孔硅绝热层制备及应用

采用电化学法及原电池法制备了多孔硅样品.通过在阳极氧化反应中HF溶液浓度、电流密度和反应时间的不同来控制多孔硅的孔隙率和膜厚.实验结果表明：不同电流密度下制备的多孔硅样品,孔隙度有相同的变化趋势,刚开始增加,然后减少;多孔硅的生长速度随电流密度的增加而升高.在多孔硅样品表面封装BST热释电敏感元件进行性能测试,结果表明...     

硅多孔层分离后稳定的可见蓝紫光发射特性

多孔硅具有很强的室温发光，介绍了多孔硅在分离多孔层后的发光情况，用传统的电化学法腐蚀样品，待多孔层分离后，通过SEM(表面电子显微镜)和PL(光致发光谱)观察多孔层分离后表面的形貌和光致发光特性，观察到样品有很强的蓝紫发光峰，在高温氧气气氛下退火后，发光强度增加，峰位不变，在大气中保存三个月后，发光峰又有所加强，证明样品具有很好的发光特性；FTIR(红外吸收谱)表明多孔层分离后样品表面主要由Si—O、Si—H键组成；利用量子限域—发光中心模型解释了发光机制，认为蓝紫光来自表面SiOx线中的发光中心。     

电化学脉冲腐蚀制备均匀发光多孔硅

采用脉冲腐蚀和直流电化学腐蚀两种方法制备多孔硅,对这两种方法制备的多孔硅样品进行了扫描电镜和荧光光谱测量,发现脉冲腐蚀制备的多孔硅样品比直流腐蚀制备的多孔硅样品表面均匀、硅丝或者硅柱的尺寸较小、发光强度大,而且发光峰位有明显.的蓝移现象.同时我们还发现多孔硅样品的尺寸越小其能带越宽,由此得出多孔硅样品的发光现象符合量子限域解释的多孔硅的发光机制.     

氧化层对水分解阳极多孔Si性能的影响

通过改变腐蚀时间,研究了多孔硅的反射率、禁带宽度、发光性能,比较了退火前后多孔硅作为水分解阳极的工作性能.测试表明,当腐蚀时间为45min时,得到的多孔硅孔隙均匀,反射率低.大气退火在多孔硅表面形成了一层SiO_2,在水分解中起到很好的保护作用.对于退火样品,腐蚀时间为45min样品,电流密度较早达到稳定,腐蚀速率最小.     

阳极腐蚀条件及单晶硅类型对多孔硅光致发光性能的影响

研究了阳极腐蚀条件及单晶硅的导电类型和掺杂原子浓度等多多孔硅微结构与室温可见区光致发光性能的影响。结果表明,延长腐蚀时间、提高电流密度降低腐蚀液中氢氟酸浓度,都能引起多孔硅发光波长蓝移,发光强度的变化则较复杂;由轻掺杂硅制备的多孔硅不仅发光效率高,而且波长蓝移,硅片导电类型多孔硅发光的影响不显著,这些结果可根据量子限制疚与多孔硅的形成机制来解释。     

Interfacial polaron in quantum dots and luminescent porous silicon

Polaronic effect is important in the current researches on quantum dots (QD). This paper reported a new concept of the "confined polaron", their size dependent formation possibilities and energy variation in different QD systems, with an indication of contribution from both intrinsic and/or extrinsic phonons. To understand the spectro-scopic characteristics of porous silicon (PS), we find that luminescence behavior of oxidized porous silicon is in good agreement with the model of interfacial confined polaron in QDs. This conclusion is useful to unveiling the mechanmism of PS luminescence.     

多孔硅的发光

用电化学腐蚀的方法成功地制备出多孔硅系列样品,这种材料具有室温下肉眼可见的红色发光。波段分布在550-900nm之间的带状光谱,半宽度为0.31eV,峰值波长位于700nm附近。随着测量温度的升高,发光峰位兰移,发光强度随温度的变化呈指数变化规律。实验结果表明,多孔硅的发光是局域在量子线上激子的辐射复合。     

基于多孔硅的Hg~(2+)荧光化学传感器

通过电化学腐蚀的方法制备发橙色荧光的多孔硅,采用荧光光谱和透射电镜对制备的多孔硅进行表征.结果表明,其在空气中放置时,荧光会逐渐降低,直至完全消失.进一步对其透射电镜图片进行分析认为,令其发光的根本原因是多孔硅内部存在着单晶的硅晶粒.通过热反应和光反应两种方法在多孔硅表面引入Hg2+识别基团,得到多孔硅化学传感器S1和S2.二者均可实现对Hg2+的选择性识别.     

多孔硅的电化学形成及微结构研究

采用自制的电解池用电化学腐蚀方法制备多孔硅，使用正交试验法设计阳极腐蚀参数。使用原子力显微镜研究多孔硅的微结构，分析并讨论了实验参数对多孔硅微结构的影响，确定了最佳制备工艺。     

石墨电极制备多孔硅的蓝光发射研究

采用自制的双电解槽、高纯石墨电极,在一定浓度的氢氟酸乙醇溶液中阳极氧化腐蚀硅片制备一定孔隙度的多孔硅．利用荧光分析仪（激发波长250nm）分析了样品的光学特性,在470nm处观测到明显的蓝光发射峰．改变阳极腐蚀电流密度和腐蚀时间,研究腐蚀参数对光学特性的影响,结果表明：改变阳极电流密度和腐蚀时间不能引起470nm处峰位的蓝移或者红移;随着电流密度的增强,波长470nm峰值和半宽积分值先增大后减小;延长腐蚀时间,峰值和半宽积分值不断变大．同时,对实验现象进行了初步的理论解释．     

多孔硅/高氯酸钠复合材料的合成与爆炸特性研究

本文采用电化学阳极氧化法制备多孔硅,考察不同氧化条件下多孔硅孔隙率及膜厚的变化情况,研究电化学阳极氧化工艺条件、高氯酸钠溶液浓度以及贮存方法等因素对多孔硅复合材料爆炸反应的影响。结果表明,多孔硅孔隙率随电流密度增大而增大,当电流达到50mA·cm~（-2）以上时略有降低,孔隙率随氧化时间增大而先增大后减小,且氧化时间为30min时最大,孔隙率随氢氟酸浓度增大反而减小;多孔硅膜厚随时间增大而增大。SEM分析表明,多孔硅表面产生裂缝,内部形成硅柱。在电流密度小、氧化时间短的条件下形成的多孔硅复合材料不易爆炸,当NaClO4甲醇溶液质量浓度大于0.098g·mL~（-1）时发生强烈爆炸,将多孔硅复合材料用乙醇浸泡是最为理想的贮存方法。     

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．