提高Si基材料高效率发光途径的探索

近来人们对发展硅基光电子学作出了很大的努力。众所周知,如同晶体管是微电子学的核心器件一样,发光器件将是光电子学的关键部件。然而由于硅属间接带隙材料,发光效率比直接带隙的ＧａＡｓ等化合物材料低三个多量级,因此如何在硅基材料系实现高效率发光,已成为发展硅基光电子学的重要课题,它吸收着国际上众多科学、工程家们的巨大兴趣。能带工程的应用可能将提供一条有望的途径。本文总结评述了近几年来在ＳｉＧｅ量子阱能带工程,Ｅｒ３＋离子注入发光中心掺杂工程、直接带隙β—ＦｅＳｉ２材料工程以及热电子跃迁发光带内子能级工程中所取得的重要进展。本文同时对其未来的发展提出了若干设想与展望。     

硅基低维半导体材料

Ｓｉ／Ｇｅ超晶格外延生长技术的发展和纳米硅（ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ）多孔硅（ＰＳ）发光现象的发现，引起了们们对硅基低材料的关注，文章简要综述了近年来在Ｓｉ／Ｇｅ超晶格的电子态和光学性质以及ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ，ＰＳ的结构和发光机理等方面的研究进展。     

21世纪的光学和光电子讲座第二讲 硅基发光材料和器件研究

硅基发光材料和器件是实现光电子集成的关键。文章评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺饵硅,多孔硅,纳米硅以及Ｓｉ／ＳｉＯ２等超晶格结构材料,展望了这些不同硅基发光材料作为发光器件和在光电集成中的发展前景。     

21世纪的光学和光电子学讲座 第二讲 硅基发光材料和器件研究

硅基发光材料和器件是实现光电子集成的关键．文章评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺饵硅,多孔硅,纳米硅以及Ｓｉ／ＳｉＯ２ 等超晶格结构材料．展望了这些不同硅基发光材料作为发光器件和在光电集成中的发展前景     

Si Ge量子阱和超晶格的光发射

系统地介绍了近几年来国内外对ＳｉＧｅ量子阱及短周期超晶格光发射的研究现状。由于Ｓｉ，Ｇｅ材料及器件在微电子学领域内的无可比拟的优越性，所以，超过９０％的芯片技术是Ｓｉ基的，然而，由于Ｓｉ，Ｇｅ是间接带隙，载流子跃迁几率小，其光电应用受到很大的限制，为此，人们作出了不懈的努力，并取得了可喜的进展。     

硅的可见光发射—通向全硅光电子集成之途

由于Ｓｉ是一种禁带宽度只有１．１ｅＶ的间接带隙材料，其发光效率极低，因此长期以来Ｓｉ被认为是一种不可能用于制作可见光区光电器件的材料．但近一两年才出现的多孔硅光致发光现象，对人们的这种传统概念产生了巨大的冲击，一股多孔硅的研究热潮也正在兴起．本文将结合作者在多孔硅方面的工作，对多孔硅光致发光现象的研究背景、现状和潜在的应用作了较详细的介绍．     

硅—二氧化硅超晶格：探索硅基发光材料的一条新途径

理论上认为，由于Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格中硅层（阱层）的电子和空穴都受到极强的量子限制效应，硅层能带有可能从体硅的间接带隙转变为直接带隙，从而发光效率大大提高．实验上，在非晶Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格中观察到在可见光波段的室温光致发光和明显的量子限制效应现象．晶体Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格研究也取得了初步的结果．     

Si基异质结构与应用前景

综述了９０年代以来ＳｉＧｅ／Ｓｉ等Ｓｉ基异质结构材料的优异特性的诱人的应用前景，着重介绍了能带工程为Ｓｉ基异质结构带来的新特性、新功能。     

硅基光源的研究进展

随着人们对大容量、高速和低成本的信息传播的要求越来越迫切, 近年来硅基光电子学得以蓬勃发展, 但硅基光源一直没有得到真正的解决, 成为制约硅基光电子学发展的瓶颈. 硅的间接带隙本质给高效硅基光源的实现带来很大困难, 实用化的硅基激光是半导体科学家长期奋斗的目标. 本文分别介绍了硅基发光材料、硅基发光二极管和硅基激光的研究进展, 最后总结了目前各种硅基光源面临的问题和未来的发展方向.     

突破间接带局限创新Si基激光器

Si基高效发光与受激光发射是Si基光子学突破性发展的关键课题,它的实现对Si基微电子学的发展有深远的重大意义．由于受到天然Si材料间接带能带结构的限制,Si材料的发光效率极低,更谈不上可实现受激光发射,人工改性就成为当代研究、开拓的主要途径．新的Si基直接带体材料(如β-FeSi2等)的探索,Ge／Si量子阱、超晶格、量子点的能带工程介观改性,子带发光跃迁的探索,异类元素插入短周期超晶格中的化学键改性,以及SiO2高浓度nc-Si的生成和高激活度稀土离子的掺入发光等已开展了多途径的研究,不同程度上取得了重要的进展,一种MIS结构电子隧道注入高效发光器件已在SiO2：RE MOS结构中实现．运用激光器件物理的深入设计和新的器件技术的引入,可以预计本世纪初叶,对实现Si基激光器的奢望将会成为现实,无疑它对Si基光子学、Si基集成光电子学乃至信息高科技的发展将作出历史性的巨大贡献．