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.     

一种新的湿法钝化多孔硅的方法

采用硫代乙酰胺的HF酸水溶液作为氧化剂对初始多孔硅进行钝化处理,改善了多孔硅表面结构并提高了发光强度.同时研究了钝化电流,钝化温度和钝化时间等一系列因素对钝化多孔硅光致发光强度的影响.实验发现,在60℃恒温下,对样品通电流1 mA/cm2,进行10 min的钝化处理可以获得最强的光致发光,发光强度比初始样品发光强度增强了一个数量级.另外,通过傅立叶红外吸收谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)测试分析,探讨了钝化处理使得多孔硅发光强度提高的原因.     

一种新的湿法钝化多孔硅的方法

采用硫代乙酰胺的HF酸水溶液作为氧化剂对初始多孔硅进行钝化处理，改善了多孔硅表面结构并提高了发光强度、同时研究了钝化电流．钝化温度和钝化时间等一系列因素对钝化多孔硅光致发光强度的影响、实验发现．在60℃恒温下．对样品通电流1mA／cm^2．进行10min的钝化处理可以获得最强的光致发光．发光强度比初始样品发光强度增强了一个数量级．另外．通过傅立叶红外吸收谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)测试分析．探讨了钝化处理使得多孔硅发光强度提高的原因．     

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．     

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.     

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.     

发射蓝光的氧化多孔硅和氧化硅的比较研究

对发射蓝光的多孔硅和氧化硅样品分别作了光致和光致发光激发光谱的对比研究，结果表明，当氧化温度达到1150℃时，多孔硅中的纳米硅粒完全消失，此时的光致发光激发谱与发射蓝光的氧化硅的光致发光激发谱有相似的结构和峰位。     

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。     

激光辅助制备多孔硅锗的形貌和PL光谱研究

用改进的双槽法和激光辅助照射制备多孔硅锗,用电子扫描探针观察其形貌.同时测样品的PL光谱,峰位在725nm左右,且不随制备条件的变化而变化.强度比一般多孔硅的强度强10倍左右.提出了量子受限和界面态效应综合模型来解释其发光.     

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。     

多孔硅的电致发光研究

用电化学氧化方法在镀有Al电极的Si片上制备了多孔硅样品,在其上再镀一层ITO透明薄膜作为电极,得到了多孔硅电致发光器件。研究了该器件的结构形貌、光学和电学特性。通过扫描电镜可以观察到多孔硅的"树枝状"结构。器件的I-V特性曲线表明,当加正向偏压时,电流随着电压的增加快速增大,表现为正向导通。当加反向偏压时,电流很小,几乎为零,表现为反向截止,显示出单向导电性特点。器件的电致发光谱和光致发光谱相比,中心峰位和谱峰范围都基本一致,但有蓝移,这主要是因为二者的发光机制不同造成的。     

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...     

镍钝化多孔硅表面形貌的控制和光致发光性能的改善

利用水热技术制备了系列镍钝化多孔硅样品,并对其表面形貌和光致发光谱进行了研究。实验表明,样品的表面形貌与其光致发光特性之间存在强烈的关联:采用具有较低Ni~(2 )浓度的腐蚀液所制备的样品表面形貌更为均匀,并具有相对较强的发光和较窄的发光峰。初步探索了通过对样品表面形貌的控制来改善样品发光性能的有效途径。     

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。     

多孔硅光致发光热稳定性研究

运用微拉曼谱仪以不同功率的激光入射到用阳极脉冲腐蚀制备的多孔硅样品研究多孔硅的热稳定性.用斯托克斯与反斯托克斯散射强度的比率确定样品的温度.观察比较不同温度下多孔硅样品的拉曼谱趋向,发现在激光功率与样品温度之间的关系曲线上分为3个过程,与拉曼频移和拉曼强度的曲线相一致.所有现象都可以用Si-O健和非晶Si被光氧化的机制解释.     

含纳米硅粒氧化硅薄膜的光致发光和光吸收研究

采用磁控共溅射法制备了含纳米硅粒尺寸不同的氧化硅薄膜。对各种样品测量了光致发光谱，其发光峰住位于655—665nm。通过对样品所作的光吸收测量，确定出了样品中纳米硅粒的光学带隙，并发现光致发光峰位随光学带隙的增加有微小红移。     

多孔硅／硅带隙参数的研究

测量了不同电腐蚀条件下制备的多孔硅／硅光伏谱，推导了带隙参数的计算公式．表面光伏谱测量计算值与光致发光的实验结果基本一致．     

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.     

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.     

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.