硅量子点表面钝化的发光研究

通过第一性原理模拟计算发现,对硅量子点表面的钝化条件不同,引入的局域态也不同。我们分别用Si=0和Si-O-Si键对量子点表面进行钝化,在带隙中引入了局域态;而分别用Si—H和岛一OH键对量子点表面进行钝化,在带隙中没有引入任何局域态。结合硅量子点的制备实验和发光的检测,可以解释硅量子点在不同条件下的发光机理。     

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。     

纳米硅薄膜中量子点的库仑阻塞效应

用纳米硅薄膜制成了共振隧穿量子点二极管，在77K温度下对其I－V特性进行了测量，得到了具有共振隧穿特征的实验结果。对实验结果分析表明，纳米尺寸晶粒构成的量子点具有库仑阻塞效应。     

纳米硅薄膜中量子点的仓阻塞效应

用纳米硅薄膜制成了共振隧穿量子点二极管，在７７Ｋ温度下对其Ｉ－Ｖ特性进行了测量，得到了具有共振隧穿特征的实验结果。对实验结果分析表明，纳米尺寸晶粒构成的量子点具有库仓阻塞效应．     

硅量子点表面形状的研究

计算结果显示在不同曲面上进行钝化的硅量子点的结合能与电子态密度分布是不同的.例如在曲面上进行钝化的Si-O-Si桥键在带隙中产生局域态,并且曲面上进行钝化的结合能比在平面上钝化的结合能要浅,这样的现象叫做曲面效应.曲面破坏对称性结构,从而在带隙中形成局域态.表面曲率是由硅量子点的形状和硅纳米结构决定的.     

半导体量子点发光特性研究

目的：研究影响半导体量子点发光的主要因素及影响机制。方法：采用激子模型对半导体量子点的发光特性进行了研究。结果：得到了量子点的激子能级随外界条件的变化情况。结论：量子点所处的外部环境会不同程度的影响其发光特性,因此量子点的发光特性还有待进一步研究。     

半导体量子点及其应用概述

半导体量子点是由少量原子组成的准零维的纳米量子结构,表现出较其它维度的结构的半导体材料更优越的性能,被广泛应用于量子计算、量子生物医学、量子光伏器件、量子发光器件和量子探测器中,是现在前沿科学研究的热门课题之一。     

多孔硅的微结构和发光机制探讨

阐述了多孔硅微结构及主要发光机制,并了微结构研究与发光机制研究中存在的问题,并提出改进制备及后处理工艺,纯化表面成分及状态,改善硅悬键钝化工艺是较可行的解决途径。     

ZnO纳米线膜的可控生长及其量子限域效应研究

针对ZnO半导体低维纳电子/光电子器件中纳米线膜的可控性差及其所导致的特性不稳定问题,利用ZnO纳米籽晶层作为引导层,以实现ZnO纳米线膜的垂直取向生长和尺度分布可控制备,并研究低维量子限域效应对ZnO纳米线膜光电特性的影响机制,利用湿化学法在氧化铟锡导电玻璃上制备ZnO籽晶层,随后利用低温水热法进行ZnO纳米线膜的引导生长,样品的显微结构和物相分析表明,通过调节籽晶热处理温度和生长液浓度能够实现ZnO纳米线直径在10～100nm内可调,籽晶热处理温度对纳米线尺度分布影响尤其显著.室温光致发光(PL)谱测试及分析表明,直径小于20nm的ZnO纳米线薄膜样品的PL谱的近紫外带边发射峰相比于更大直径的纳米线样品发生了明显的蓝移,而且半高宽显著减小.利用量子限域效应理论对PL谱带边发射峰随纳米线的尺度分布发生变化的规律进行了合理分析.     

多孔硅的能带与发光机制的研究与分析

在光致发光技术对多孔硅光学性质研究的基础上讨论了与多孔硅的微观结构有关的多孔硅的能带结构,用能量赝势法模拟计算出多孔硅的能带间隙.     

含纳米硅粒SiO2薄膜的光致发光

采用RF磁控溅射技术制备含纳米硅的SiO2薄膜.通过对Si-SiO2复合靶的比分进行调节控制,并在不同的温度下进行高温退火得到不同粒径的纳米硅.利用XRD对样品进行分析得出纳米硅的平均粒径;对样品测量光致发光谱,其发光峰分别位于361 nm和430 nm,比较发现光致发光的峰位随比分的改变有微小的蓝移.文中对发光机理进行初步讨论.     

硅量子点的介电受限特性

在有效质量近似的条件下，研究弱束缚类量子点的介电常数与其半径的关系，通过室温下测得的硅量子点的光荧光光谱，计算硅量子点的介电常数，证实硅量子点介电常数的尺度效应。     

含纳米硅氧化硅薄膜的光致发光特性

利用射频磁控溅射复合靶技术,通过调节复合靶的百分比制得富硅的氧化硅薄膜,并在不同的温度下退火,制得含纳米硅的氧化硅薄膜.通过Raman谱的测量,计算出800℃退火的薄膜中纳米硅晶粒的平均尺寸为5.6 nm,用X射线衍射测量同样的样品得出其粒径为6.0 nm.在室温下测量光致发光(PL)谱,探测样品的峰位为360 nm,并结合光致发光激发谱(PLE),研究相应的激发与发光中心.     

多孔硅及其应用研究展望

介绍了多孔硅的形成机制、光致发光机制,并对多孔硅的应用前景作了展望。     

超品格覆盖层对拓展InAs量子点发光波长的影响

提出了一种调节InAs量子点长波长发光的方法．采用分子束外延生长GaAs／InAs短周期超晶格作覆盖层，可以拓展量子点发光波长至1．3μm～1．5μm．研究了不同超晶格周期作覆盖层对InAs量子点的晶体结构和光学特性的影响：发现随测试温度的升高，量子点的PL发光强度增强的一种反常现象．认为这是不同量子间载流子输运的结果．