硅表面硅镱键合与量子级联结构的发光

用纳秒强激光脉冲制备了纳米硅和硅表面的硅镱键合结构,检测了纳米硅表面硅镱键合的发光特性,并对这种结构相应的光致发光(PL)和电致发光(EL)的动力学机理进行了研究。观察到纳米硅表面硅镱键合在700nm附近尖锐的强发光峰,结合第一性原理计算认为是硅镱键合在弯曲纳米硅表面的局域态发光;利用纳秒脉冲激光沉积技术(PLD)制备多晶硅薄膜,发现由硅镱界面的失配形成表面的突触,其上的硅镱键合产生带隙中的电子局域态,该局域态发光分布在1250~1650nm波长范围,有增强的EL发光;用PLD方法制备硅镱多层膜量子级联结构,测量到光通信窗口的多个发光峰,并观察到随膜层数增加且发光峰增多。     

氢化纳米硅薄膜中氢的键合特征及其能带结构分析

对氢化纳米硅薄膜中氢的键合特征和薄膜能带结构之间的关系进行了研究.所用样品采用螺 旋波等离子体化学气相沉积技术制备，利用Raman散射、红外吸收和光学吸收技术对薄膜的 微观结构、氢的键合特征以及能带结构特性进行了分析.Raman结果显示不同衬底温度下所生 长薄膜的微观结构存在显著差异，从非晶硅到纳米晶硅转化的衬底温度阈值为200℃.薄膜中 氢的键合特征与薄膜的能带结构密切相关.氢化非晶硅薄膜具有较高的氢含量，因键合氢引 起的价带化学位移和低衬底温度决定的结构无序性，使薄膜呈现较大的光学带隙和带尾宽度 .升 关键词： 氢化纳米硅 螺旋波等离子体 能带结构     

ZnO/SiO2 复合薄膜的光学性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备ZnO/SiO₂复合薄膜,分别用XRD、TEM、SEM对样品的结构和形貌进行表征,并研究了不同ZnO含量对复合薄膜透过率及荧光特性的影响。结果表明,样品经500 ℃退火处理生成了SiO₂和ZnO,其晶粒尺寸为18.7 nm,薄膜具有双层结构。复合薄膜的透过率随着其中ZnO含量的增加而降低,禁带宽度减小,光学吸收边红移。样品在355 nm波长激发下产生了384 nm的紫外发射峰和440 nm的蓝光发射带,并随ZnO含量的增加而增强,它们分别来自ZnO的电子-空穴复合发光和缺陷发光,及ZnO/SiO₂复合薄膜双层结构的缺陷发光。     

硅量子点发光的激活及其物理模型研究

在真空或惰性气体中制备的硅量子点发光很弱,硅量子点表面被氢较好钝化后的发光也不强.硅量子点表面的硅氧键或硅氮键能破坏这种钝化并在带隙中形成局域电子态,在局域电子态对应的激活中心有很强的发光.可以用这种方式构建发光物质,控制硅量子点表面的键合可获得不同波长的发光.在硅量子点的发光激活处理过程中,退火是很重要的环节.对于硅量子点发光激活的机理,本文给出了相应的物理模型.实验证明,在600和700 nm波长附近观察到了激活硅量子点的受激发光,在1500 nm到1600 nm波长范围观察到了激活硅量子点的较强发光.     

氢稀释对纳米晶硅薄膜晶化特性的影响及薄膜生长机理

以SiH4与H2作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH2键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH2键合密度和整体氢含量增加.     

氧、氮掺杂非晶硅基薄膜的荧光

采用PECVD方法分别沉积了SiOx:H和SiOxNy:H薄膜,测量了其荧光特性。在SiOx:H薄膜中观察到300－570nm强荧光辐射带,并发现其中心位置随着氧含量的增加而红移的现象,在合适的氧含量条件下,荧光带主峰位于蓝光波段,并具有分立峰结构,在SiOxNy:H薄膜中,荧光谱由250－400nm,500-700nm两个荧光带和370nm,730nm两组分立荧光峰组成。分立峰强度随薄膜中的氮含量增加而升高,荧光带中心位置受到沉积过程中氢的流量调制,当氢流量增加时,发射带的中心位置产生蓝移。     

氢稀释对纳米晶硅薄膜晶化特性的影响及薄膜生长机理

以SiH₄与H₂作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH₂键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH₂键合密度和整体氢含量增加.     

2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的光谱特性

合成了一种新型的蓝光发射材料2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙,并利用红外光谱、X射线衍射谱、DSC热分析、UV-vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、晶态、热稳定性以及光学特性,分析了它的能态结构和发光机理。结果表明,2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的热稳定性较高,是一种多晶粉末发光材料,禁带宽度2.93eV,在紫外光的激发下,固态荧光发射峰在449.7nm处,在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在491nm处,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。     

纳米硅上的弯曲表面效应及其特征发光

纳米硅结构使能带的带隙展宽,并形成准直接能带带隙结构.弯曲表面上的某些键合可以在带隙中产生局域电子态,计算表明:纳米硅弯曲表面上的Si-N,Si=O和Si-O-Si键合能够分别在带隙中2.02 eV,1.78 eV和2.03 eV附近形成局域态子带,对应了实验光致荧光谱(PL)中605 nm处的LN线、693 nm处的LO1线和604 nm处的LO2线特征发光.特别是,Si-Yb键合在纳米硅弯曲表面上可以将发光波长调控到光通信窗口,在1310 nm到1600 nm范围形成LYb线特征发光.     

ZnSe-ZnS应变超晶格的光致发光

本文讨论了使用常压金属氧化物化学汽相沉积(MOCVD)技术生长的ZnSe-ZnS应变超晶格的发光特性。ZnSe-ZnS应变超晶格的发射光谱,在高密度激发下通常仅存在一个发射峰;在低密度激发下除带边发射之外,还存在深中心的发射;与低密度激发相比,高激发下发光峰值红移且其半高宽展宽,高质量的ZnSe-ZnS应变超晶格在低激发下,带边发光很强,而深中心发射能被大大抑制,我们观测到一个新的激子发射峰,考虑应变效应与量子限制效应,本文将这一新的发射峰归结为与n=1的轻空穴激子有关的复合发光。 关键词：     

The special features of the spectra of radical-recombination luminescence in ZnO and ZnS

The spectra of the radical-recombination luminescence (RRL) and photoluminescence of zinc oxide and zinc sulphide are studied. The appearance in the RRL spectra of new bands compared with those of photoluminescence is attributed to specific surface centers. The temperature dependence of RRL is explained on the basis of a change in the recombination mechanism of hydrogen atoms with temperature.     

a-Si:H/a-SiNx:H超晶格薄膜光致发光性质的研究

本文报道了a-Si:H/a-SiNx:H超晶格薄膜光致发光某些性质的研究。实验发现,这种超晶格薄膜光致发光的强度和峰值能量随交替层a-Si:H厚度,测量温度及光照时间等而变化。同时还发现,在阴、阳两极上,利用GD法沉积的样品,发光强度和峰值能量也有所不同。文中对这些实验结果作了初步解释。     

Photoluminescence in hydrogenated amorphous germanium (a-Ge:H)

The photoluminescence of glow discharge deposited a-Ge:H is studied. The spectra exhibit a two-band structure with an intrinsic band centered at 0.65 eV and a defect induced band near 0.5 eV, which is enhanced by using less favorable deposition conditions (low substrate temperature) and by hydrogen effusion. Even in films of good quality the quantum efficiency is only about 1 % of that of good a-Si:H-films. It is suggested that the non-radiative recombination centers are Ge- dangling bonds and that the low efficiency as compared to a-Si:H-films of similar defect density is due to the larger localization length of the db-states which enhances radiationless tunneling processes.     

In源流量与Ⅲ族流量之比对InGaN/GaN多量子阱性质的影响

利用x射线三轴晶衍射和光致发光谱研究了生长参数In源流量与Ⅲ族流量之比对InGaN/GaN多量子阱结构缺陷(如位错密度和界面粗糙度)和光致发光的影响.通过对（0002）对称和（1012）非对称联动扫描的每一个卫星峰的ω扫描，分别测量出了多量子阱的螺位错和刃位错平均密度，而界面粗糙度则由（0002）对称衍射的卫星峰半高全宽随级数的变化得出.试验发现多量子阱中的位错密度特别是刃位错密度和界面粗糙度随In源流量与Ⅲ族源流量比值的增加而增加，导致室温下光致发光性质的降低，从而也证明了刃位错在InGaN/GaN 关键词： x射线三轴晶衍射 界面粗糙度 位错 InGaN/GaN多量子阱     

激光促进多孔硅内表面氧化与光致发光的退化

本文对刚制备的以及分别经以下三种情况:1.样品在1大气压的氧气中经激光(Ar~+激光器的48.80nm线,功率密度为1.77W/cm~2)连续照射1小时;2.样品在1大气压的氧气中在没有激光照射的情况下保持1小时;3.样品在1.3×10~2Pa真空度下用激光连续照射1小时处理后的多孔硅在室温下进行了光致发光谱和傅里叶变换红外吸收测量,研究了处理前后光谱的变化。实验发现经第一种情况处理后光致发光峰位蓝移了约0.1eV,发光强度衰减了二十几倍,相应的其红外光谱中与氧有关的吸收峰强度大幅度增长,而经第二,三两种情况处理后它们的光致发光及红外吸收谱则无大的变化。研究表明在氧气中激光辐照能大大加速多孔硅内表面的氧化。我们认为很可能是多孔硅内表面的氧化作用使光致发光峰位蓝移,由氧化作用产生的非辐射复合中心导致光致发光效率的下降。     

非晶半导体光致发光的温度依赖关系

研究了a-Si:H,a-Si:H,F,a-Si:H,Cl以及a-Si:H,Cl,O等非晶硅薄膜光致发光的温度依赖关系。测量了各种样品的无辐射跃迁激活能ε,并试图寻求激活能ε与样品的制备条件和结构之间的关系;同时从发光强度的温度相关性确定了带尾态密度分布参数T0,以及T0与发光光谱形状之间的关系。并将实验结果与瞬态光电导的数据进行了比较。     

Study of the photoexcited carrier dynamics in InP:Fe using time-resolved reflection and photoluminescence spectra

The photoexcited carrier dynamics and photoluminescence of the undoped InP and Fe implanted InP was studied by time-resolved reflection and photoluminescence spectra. The decay times of reflection recovery and the radiative recombination for Fe implanted InP are shorter than those of undoped InP. Considering the surface recombination, a model was developed to simulate the reflection recovery dynamics, it agrees with the experimental results very well. Moreover, we obtained the ambipolar diffusion coefficient and the surface recombination velocity by using the model. For Fe-doped InP, the surface recombination velocity is much larger than that for the undoped InP, which is probably due to Fe^2+/3+ trapping centers and the large surface band bending. The PL decay time for Fe implanted InP is shorter than that for undoped InP, which is ascribed to the capture centers introduced by metallic precipitates.     

不同退火条件对纳米多孔氧化铝薄膜光致发光的影响

以草酸为电解液,采用二次阳极氧化法制备出了纳米多孔氧化铝薄膜,经不同退火温度和退火气氛处理氧化铝薄膜后,通过分析其光致发光光谱得出：相同的退火气氛中, 退火温度T≤600 ℃ 时,T=500 ℃具有最大的光致发光强度;退火温度T≥700 ℃时,随着退火温度的升高,样品的发光强度增大。在不同的退火气氛中,多孔氧化铝薄膜随着退火温度的升高,发光峰位改变不同,即在空气中退火处理后,随着退火温度的升高,发光峰位蓝移,而在真空中退火处理后,发光峰位并不随退火温度的升高而变化;通过对1 100 ℃高温退火处理后的氧化铝薄膜的光致发光曲线的高斯拟合,可以看出,经退火处理后的多孔氧化铝,主要存在三个发光中心,发光曲线在350～600 nm范围内对应三个发射峰, 发射波长分别为387,410,439 nm。相同的退火温度下,空气中退火得到的氧化铝薄膜的光致发光强度大于真空中退火处理后的氧化铝薄膜。基于实验结果,结合X射线色散能谱(EDS)、红外反射光谱等表征手段,探讨了多孔氧化铝薄膜的发光机制,并对经过不同退火条件得到的多孔氧化铝薄膜的光致发光特性的改变做出了合理的解释。     

(110)取向的调制掺杂GaAs-AIGaAs单异质结的光致荧光谱

测量了含碳量高低不同的(110)取向的调制掺杂GaAs-Al_0.3Ga_0.7As单异质结在4.2K下的光致荧光谱。在含碳量高的样品中,出现了强的沟道二维电子到受主的复合荧光峰;而在含碳量很低的样品的光致荧光中则只出现体GaAs的荧光峰。     

Activation of zinc sulfide luminescence by modifying its surface by organic solvents

The influence of the properties of the environment interacting with the surface of crystal phosphor on its radiative recombination has been considered. The influence of treatment with hexane and toluene on the state of the surface of powdery ZnS:Cu:Cl has been investigated. It has been shown that treatment with hexane and toluene leads to an increase in the photoluminescence intensity of the luminophor under investigation. On the basis of the analysis of the luminescence and photoluminescence excitation spectra, a model explaining the change in the concentration of radiationless recombination centers on the surface of powdery ZnS:Cu:Cl is proposed. It has been shown that the interaction between the above organic liquids and the luminophor surface leads to its passivation and improvement of the luminescent properties of the luminophor. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 72, No. 6, pp. 799–804, November–December, 2005.