含纳米硅和纳米锗的氧化硅薄膜 光致发光的比较研究

分别以硅-二氧化硅和锗-二氧化硅复合靶作为溅射靶,采用磁控溅射技术在p型硅衬底上淀积了含纳米硅的氧化硅薄膜和含纳米锗的氧化硅薄膜.各样品分别在氮气氛中经过300至1100℃不同温度的退火处理.使用高分辨透射电子显微镜可以观察到经900和1100℃退火的含纳米硅的氧化硅薄膜中的纳米硅粒,和经900和1100℃退火的含纳米锗的氧化硅薄膜中的纳米锗粒.经过不同温度退火处理的含纳米硅的氧化硅和含纳米锗的氧化硅薄膜的光致发光谱均具有相似的峰型,且它们的发光峰位均位于580nm(2.1eV)附近.可以认为含纳米硅的氧化硅和含纳米锗的氧化硅薄膜的光发射主要来自于SiO     

含纳米硅和纳米锗的氧化硅薄膜光致发光的比较研究

分别以硅-二氧化硅和锗-二氧化硅复合靶作为溅射靶,采用磁控溅射技术在p型硅衬底上淀积了含纳米硅的氧化硅薄膜和含纳米锗的氧化硅薄膜.各样品分别在氮气氛中经过300至1100℃不同温度的退火处理.使用高分辨透射电子显微镜可以观察到经900和1100℃退火的含纳米硅的氧化硅薄膜中的纳米硅粒,和经900和1100℃退火的含纳米锗的氧化硅薄膜中的纳米锗粒.经过不同温度退火处理的含纳米硅的氧化硅和含纳米锗的氧化硅薄膜的光致发光谱均具有相似的峰型,且它们的发光峰位均位于580nm(2.1eV)附近.可以认为含纳米硅的氧化硅和含纳米锗的氧化硅薄膜的光发射主要来自于SiO₂层中发光中心上的复合发光,对实验结果进行了合理的解释     

锗/多孔硅和锗/氧化硅薄膜光致发光的比较研究

采用磁控溅射技术,以锗为溅射靶,在多孔硅上沉积锗薄膜,沉积时间分别为4,8和12 min,及以锗-二氧化硅复合靶为溅射靶,在n型硅衬底上沉积了含纳米锗颗粒的氧化硅薄膜,锗与总靶的面积比分别为5%,15%,30%.各样品在氮气氛中分别经过300,600及900℃退火30 min.对锗/多孔硅和锗/氧化硅薄膜进行了光致发光谱的对比研究,用红外吸收谱分析了锗/多孔硅的薄膜结构.实验结果显示,锗/多孔硅薄膜的发光峰位于517 nm附近,沉积时间对发光峰的强度有显著影响,锗层越厚峰强越弱.锗/氧化硅薄膜的发光峰位于580 nm附近,锗与总靶的面积比对发光峰的强度影响较大,锗/氧化硅薄膜中的锗含量越高峰强越弱.不同的退火温度对样品的发光峰强及峰位均没有明显影响.可以认为锗/多孔硅的发光峰是由多孔硅与孔间隙中的锗纳米晶粒两者界面的锗相关缺陷引起的,而锗/氧化硅的发光峰来自于二氧化硅的发光中心.     

反应溅射氧化锌薄膜的结构特点及性质

以金属Zn(纯度为99.99%)作为靶材,采用离子束反应溅射法在玻璃衬底上溅射沉积了一系列ZnO薄膜样品。通过对薄膜样品X射线衍射(XRD)谱的分析,发现尽管溅射条件不同,但是ZnO薄膜只沿(0002)晶面取向生长。衬底温度和溅射气体的氧分压对薄膜沿c轴取向生长有影响,其中衬底温度的影响较明显。溅射过程中发现衬底温度为360℃最适合(0002)晶面的生长,在此温度下溅射获得了完全沿c轴取向生长且衍射峰最强的ZnO薄膜。室温下测量了ZnO薄膜的发射光谱,发现薄膜在紫外区(364nm附近)、蓝绿区(470nm附近)有较强的发光峰,在紫光区(398nm附近)、蓝光区(452nm附近)和红外区(722nm附近)有较弱的发光峰。ZnO薄膜在空气中退火,对薄膜的结构、发光和电学性质都有一定影响。合适的退火温度可以促进薄膜沿c轴的取向生长;退火后ZnO多晶薄膜的晶粒比未退火的略大;退火使部分发光峰的位置发生偏移并使薄膜的发光强度增强;退火使薄膜的电阻率显著增大,薄膜的电阻率随氧分压的增大而增大。     

SiOx∶H(0＜x＜2)薄膜光致发光的退火行为研究

采用退火后处理的方法，使SiO_x∶H(0＜x＜2)形成纳米硅与二氧化硅的镶嵌结构.利用红外透射谱、Raman谱和光致发光谱，系统地研究了不同退火温度对薄膜微结构及室温光致发光谱的影响.发现发光谱均由两个Gauss线组成，其中主峰随着退火温度的升高而红移，而位于835nm的伴峰不变.指出退火前在720—610nm的波长范围内强的主峰可能来源于膜中的非晶硅原子团，随退火温度的升高主峰的红移是由于非晶硅原子团的长大.而伴峰可能来自硅过剩或氧欠缺引入的某种发光缺陷.1170℃退火后在850n 关键词：     

Au/SiO2纳米复合型材料的光吸收性质

在室温下用离子束溅射沉积工艺在石英基材上生成Au-SiO2复合薄膜。把生成薄膜从500~900℃(分别保温5 min)分五个不同温度进行退火处理。用X光衍射方法(XRD)对薄膜结构进行了测试,得到Au-SiO2纳米复合薄膜未退火(as-dep)和退火后的X射线衍射谱;透射电子显微镜(TEM)观察了经过700℃退火处理复合薄膜中Au粒子在薄膜中分布状态和颗粒大小。用分光计测试薄膜光吸收特性,吸收光谱范围为190~1000 nm,发现退火温度从500~700℃,光谱吸收峰有明显红移存在,而在更高温度吸收峰的位置和强度几乎都不变。这与X射线衍射检测吻合。并用德鲁特(Drude)模型给于理论解释。     

利用快速退火法从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒

报道了一种从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒的方法。含氢非晶硅薄膜经过快速热退火处理后，用拉曼散射和X射线衍射技术对样品进行分析。实验结果表明：纳米硅晶粒不但能在非晶硅薄膜中形成，而且所形成的纳米硅晶粒的大小随着热退火过程中升温快慢而变化。在升温过程中，若单位时间内温度变化量较大（－100℃/s），则所形成纳米硅粒较小（1．6－15nm）； 若单位时间内温度变化量较低（－1℃/s），则纳米硅粒较大（23－46nm）。根据晶体生长理论和计算机模拟，讨论了升温快慢与所形成的纳米硅颗粒大小的关系。     

退火对磁控溅射掺铕氧化钇薄膜光致发光谱的影响

稀土掺杂荧光薄膜的发光性能与薄膜所经历的后退火处理密切相关。为了解退火对磁控溅射制备的Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜发光性能的影响,在三种不同的工艺条件下,采用射频磁控溅射方法制备了三组厚度100多纳米的Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜样品,并在氧气气氛和常压条件下对每组的四个样品分别进行室温、 700、 900和1 100℃的2 h退火处理。样品的X射线衍射谱(XRD)、电子能量色散谱(EDS)、光致发光(PL)及其激发光谱的测量结果表明,虽然薄膜是在不同条件下溅射得到的,但经相同的退火处理后,它们的发光和结构却都呈现出相同的变化规律。首先,薄膜荧光的主激发机制不受退火温度的影响,都是波长为252 nm的电荷转移激发。其次, 700℃退火处理仍不能有效地改变薄膜的弱发光性能;当退火温度达到900℃时,伴随着薄膜中立方相晶粒的增大,发光强度也得以显著提升,薄膜在252 nm光激发下发射出中心位于612 nm的立方相特征主峰;当薄膜经历1 100℃退火处理后,膜内发生了从立方相到单斜相为主的结构相变,此时,膜中Eu对Y的原子数含量比被明显降低至0.05%左右,但光发射效率和强度却得以提高,发射光谱呈现出以~5D_0→~7F_2电偶极跃迁的623 nm为主峰的单斜相强发光特征,同时,~5D_0→~7F_1磁偶极跃迁的发光也比立方相的明显增强。这些结果可归因于发光中心Eu~(3+)在单斜结构中占据了更多的非中心对称格位,以及高温退火导致薄膜较好的结晶度。另外还发现,立方相Y_2O_3∶Eu~(3+)的~5D_0→~7F_0电偶极跃迁581 nm发光峰很弱,而单斜相Y_2O_3∶Eu~(3+)在该处的发光却相当明显,此特征可以作为薄膜中单斜相形成的一个提示信号。这个工作展示了磁控溅射制备的Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜的退火效应,提供了一种制备具有更好的红光发射性能的纳米单斜相Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜的实验方法,并揭示了这种薄膜从纳米立方相到单斜相转变时PL谱的一些演变特征及其结构根源。     

不同退火温度下晶化硅薄膜的电学输运性质

采用等离子体化学气相沉积技术制备氢化非晶硅薄膜,经过不同温度下的热退火处理,使薄膜由非晶结构向晶化结构转变,得到含有纳米晶粒的晶化硅薄膜.在晶化过程中,采用Raman技术对样品的结构进行表征.通过变温电导率的测试,对薄膜的电学输运性质进行了分析.研究结果表明：退火温度为700 ℃时,样品中开始有纳米晶形成,随着退火温度的增加,样品的晶化比增大,在1000 ℃时,薄膜的晶化比达到90%以上.在700 ℃退火时,薄膜中晶化成分较低,载流子的传输特性主要受到与硅悬挂键有关的缺陷态影响,表现为带尾定域态的跳跃电导 关键词： 氢化非晶硅 退火 纳米硅 电输运     

纳米锗颗粒镶嵌薄膜的吸收光谱研究

用离子束溅射技术和热处理方法，制备出颗粒尺寸和镶嵌密度均可控制的高质量Ｇｅ－ＳｉＯ２纳米颗粒镶嵌薄膜，在室温下测量了不同粒度纳米锗颗粒镶嵌薄膜样品的吸收光谱，观测到在可见光区有较强的光吸收和吸收带边蓝移。研究表明：镶嵌在经缘介质薄膜中的纳米锗颗粒的能量带是量子化的，随着纳米锗粒子平均尺寸的减小，其吸收带隙增加，吸收带边蓝移的程序相应增大。