钝化多孔硅光致发光谱的时间演化特性

通过改变溶液的组成成份,用水热腐蚀技术原位制备出具有不同表面钝化状况的四类多孔硅样品.将上述样品室温下存放于空气中,其光致发光谱的时间演化特性差异很大.其中,氢钝化多孔硅的发光强度衰减最快,峰位蓝移量也最大,而铁钝化多孔硅的发光强度和峰位则几乎不发生变化.红外吸收谱实验揭示出这种差异可能来源于样品表面钝化成份的不同.此发现为一步原位制取具有稳定发光性能的多孔硅提供了新的思路.     

Al沉积n型多孔硅表面钝化及其发光性能

采用电化学沉积Al方法钝化用脉冲电化学腐蚀制备的n型多孔硅(n-type porous silicon,n-PS)表面以改善其发光性能和稳定性。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)及在室温于500~700 nm范围内荧光光谱研究n-PS表面Al钝化后的表面结构、形貌及光致发光性能(PL),探讨Al在n-PS表面的钝化作用,并通过改变电压和时间研究钝化条件对PL性能的影响。研究结果表明:多孔硅经Al钝化后其表面结构显得更加致密均匀;与钝化前相比,其发光强度加强,约为钝化前的2倍,且分别在钝化电压为18 V及钝化时间为60 min或钝化电压为25 V及钝化时间为30 min左右时,其发光强度较高。     

铁钝化多孔硅形成过程中的形貌演化和腐蚀机理

采用水热腐蚀技术制备的铁钝化多孔硅表面具有可调超结构。详细研究了铁钝化多孔硅水热制备过程中单晶硅片表面的形貌演化。结果表明,在水热腐蚀过程中,存在两种同时发生的腐蚀机制：即对缺陷的化学腐蚀和通过形成微电池所发生的电化学腐蚀。在腐蚀发生的初期,化学腐蚀占主导地位;随后电化学腐蚀逐步起主导作用并对铁钝化多孔硅表面超结构的最终形成起关键作用。还讨论了发生在徽电池中微型阳极和微型阴极上的化学反应。研究结果为实现铁钝化多孔硅表面形貌的人为控制提供理论指导。     

钝化多孔硅光致发光谱的时间演化特性

通过改变溶液的组成成份,用水热腐蚀技术原位制备出具有不同表面钝化状况的四类多孔硅样品,将上述样品室温下存放于空气中,其光致发光谱的时间演化特性差异很大。其中,氢钝化多孔硅的发光强度衰减最快,峰位蓝移量也最大,而铁钝化多孔硅的发光强工和峰位则几乎不发生变化。红外吸收谱实验揭示出这种差异可能来源于样品表面钝化成份的不同。此发现为一步原位制取具有稳定发光性能的多孔硅提供了新的思路。     

孔隙率对氧化锌/多孔硅光致发光的影响

用电化学方法制备不同孔隙率的多孔硅,然后用脉冲激光沉积的方法,以多孔硅为衬底生长氧化锌(ZnO)薄膜,研究多孔硅的孔隙率对ZnO薄膜的质量和光致发光谱的影响,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征ZnO薄膜的结构性质.结果表明,当多孔硅的孔隙率较大时,沉积的ZnO薄膜为非晶结构.沉积上ZnO薄膜之后,多孔硅的发光谱蓝移,由于ZnO薄膜缺陷较多,其深能级发光较强.ZnO的深能级发光与多孔硅的橙红光相叠加,得到了可见光区宽的光致发光带,呈现白光发射.     

多孔硅光致发光的时间效应

讨论多孔硅制备时阳极化时间、样品在大气中的放置时间对多孔硅室温下光致发光光谱和红外吸收光谱的影响。并用量子线模型对结果进行了讨论。     

一种增强多孔硅光致发光稳定性的方法

以n型单晶硅为基底材料,采用电化学阳极氧化工艺和光化学氧化后处理工艺制备氧化多孔硅,利用扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪研究氧化多孔硅形成前后的表面形态、组成、光致发光、耐碱性的变化.结果表明:光化学氧化后处理使n型多孔硅表面岛状硅柱间沟槽变窄,结构中出现Si―O键(波数1 146 cm-1和1 140 cm-1)、OSi―H键(波数2 254 cm-1)振动峰,在碱性介质中具有一定的耐蚀性;空气中贮存50 d,氧化多孔硅光致发光强度下降缓慢,发光峰位置无明显变化,具有良好的光致发光特性.     

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.     

多孔硅的微观结构对光致发光谱的影响

通过阳极氧化的电化学方法制备了多孔硅,并对多孔硅的微观形貌和光致光谱进行分析。结果表明,随着阳极电流密度的增大,多孔硅的形貌将由“海绵”状转变为“树枝”状,其ＰＬ谱峰相应地发生“蓝移”,并且ＰＬ的强度也有显著的增加。     

铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜的制备与形貌研究

由水热腐蚀技术制得的铁钝化多孔硅作为基底,采用浸渍镀膜技术成功制备了铁钝化多孔硅/铜纳米复合薄膜.利用扫描电镜(SEM)、XRD等分析手段对比研究了铁钝化多孔硅在沉积前与沉积后的结构变化特点以及沉积时间对所沉积的铜薄膜的结构的影响.结果表明,在浸渍一定时间后,铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜继承了新鲜制备的铁钝化多孔硅的结构特点;同时,在溶液浓度保持不变的情况下,随着反应时间的的延长,铜的沉积量逐渐增加,铜纳米颗粒的平均晶粒尺寸逐渐长大.     

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。     

氯化铜溶液中多孔硅光致发光猝灭

研究氯化铜溶液中多孔硅光致光致发光猝灭的机制，瞬态光致发光和傅里叶变换红外光谱表明铜－多孔硅界面电子态提供了非辐射复合的途径。     

多孔硅的形成和发光

概述了多孔硅的制备方法,同时提出了对双槽法的改进方法。阐述了多孔硅的形成机理和发光机理的各种模型,同时对多孔硅的研究前景作了展望。     

烷基化多孔硅的制备与表征

以p型单晶硅作为研究对象,采用电化学阳极氧化方法制备新鲜多孔硅以及与十二碳烯进行氢化硅烷化反应形成烷基化多孔硅,利用扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪等表征烷基化多孔硅的形态、组成、光致发光、耐碱性等.结果表明,新鲜多孔硅表面呈微米级长方形块状结构,含大量Si-Hx(x=1, 2, 3)键,而氢化硅烷化反应后其表面则变为岛状结构,且出现与烷基有关的C-H键伸缩振动峰;延长氢化硅烷化反应时间,所得多孔硅光致发光峰值强度增加,峰位蓝移,耐碱性有明显提高.     

多孔硅的制备和光致发光

用阳极氧化方法制备了多孔硅样品，研究了样品在室温下受紫外光（３５５ｎｍ）激发的发光特性．发现随着阳极氧化电流密度和腐蚀时间的增加，发光峰呈蓝移。用ＫＯＨ溶液和水对多孔硅处理，发光光谱有明显变化。解释了有关发光现象。     

发光多孔硅的制备条件研究

用电化学方法制备了发光多孔硅,研究了电流密度,电阻率,退火条件对多孔硅发光的影响,并对发光机理做了相应的分析;发现了制备方法更为简便的镍酸镧电极取代铝电极工艺。     

多孔硅微腔研究进展

材料的自发辐射特性可通过将其置入微型光学腔体中而得到控制。详细论述了多孔硅微腔的制备方法和光学特性研究进展,讨论了多孔硅微腔发光的时间、温度、能量效应及其影响因素,并展望了多孔硅微腔的应用前景。