基于纳米硅结构的氮化硅基发光器件电致发光特性研究

利用等离子体增强化学气相沉积法制备了镶嵌于氮化硅的高密度纳米硅薄膜,并以此作为发光有源层构建基于p-Si/氮化硅基发光层/AZO结构发光二极管,在室温下观察到了电致可见发光.在此基础上,在器件p-Si空穴注入层与氮化硅基发光层之间加入纳米硅薄层作为空穴阻挡层,研究器件电致发光性质,实验结果表明器件的发光强度显著增强,并且发光效率较无纳米硅阻挡层的发光器件提高了80%以上.     

富硅a-SiOxNy：H薄膜的电致发光特性

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积方法制备富硅氮氧化硅(a-SiO_0.35N_0.59:H)薄膜,以这层薄膜作为有源层构建发光二极管。实验结果表明器件在室温下可观测到强的电致红光发射,发光峰在715 nm附近,与其光致发光峰位一致。电致发光谱测量还表明器件开启电压为8 V,器件的电致发光强度随注入电流的增大呈线性递增关系。电流-电压特性分析表明器件的载流子输运机制以Pool-Frenkel(P-F)发射模型为主。结合发光有源层的微结构分析,初步认为电致红光发射来自于电子和空穴通过有源层的带尾态的辐射复合。     

Eu掺杂SiC_xO_y薄膜的Eu~(3+)发光机制

利用磁控溅射技术在低温250℃下制备Eu掺杂SiC_xO_y薄膜,研究薄膜的Eu~(3+) 发光激发机制。实验结果表明,薄膜的发光谱由来自基体材料的蓝光和来自Eu~(3+) 的红光组成;随着薄膜中Eu含量由0.19%增加到2.27%,其红光强度增加3倍左右,而蓝光逐渐减弱。Raman光谱及荧光瞬态谱分析表明,其蓝光由中立氧空位缺陷发光中心引起。结合薄膜的Eu~(3+) 激发光谱分析,SiC_xO_y∶Eu薄膜的红光增强源于薄膜中Eu~(3+) 离子浓度的增加和/或基体材料的中立氧空位缺陷发光中心与Eu~(3+) 离子的能量转移。     

非晶SiC_xO_y薄膜的可调强光发射机制

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,以SiH_4、CH_4和O_2作为反应气源,通过调控O2流量在250℃下制备强光发射的非晶SiC_xO_y薄膜。利用光致发光光谱、荧光瞬态谱、Raman光谱、X射线光电子能谱及红外吸收谱对薄膜的光学性质和微结构进行表征与分析,进而讨论其可调可见光发射机制。实验结果表明,SiC_xO_y薄膜发光性质与薄膜中的氧组分密切相关。随着薄膜中氧组分的增加,其发光峰位由橙红光逐渐向蓝光移动,肉眼可见强的可见光发射。荧光瞬态谱分析表明,薄膜的荧光寿命在纳秒范围。结合X射线光电子能谱和红外吸收谱对薄膜的相结构和化学键合结构进行分析,结果表明薄膜的主要相结构和发光中心随O_2流量的变化是其可调光发射的主要原因。