多孔硅镶嵌C102的蓝绿发光特性

利用多孔硅(PS)独特的微孔结构、非常大的比表面积、很强的吸附能力和灵敏的表面光学性质等特点,将激光染料香豆素102(C102)镶嵌在多孔硅中,得到多孔硅镶嵌C102的复合膜。研究复合膜的荧光特性,我们发现：镶嵌在多孔硅中的C102荧光光谱与其在无水乙醇溶液中的荧光光谱相似,主要呈现单体发光特性;通过比较镶嵌在不同孔隙率中的C102荧光光谱,得知镶嵌在不同多孔硅中的染料分子主要以同种形式存在。另外还发现,放置一段时间后的镶嵌复合膜,荧光强度明显增强,对称性提高,保留了激光染料发光的很多优点。多孔硅镶嵌C102的荧光特性展示了多孔硅在发展固体激光器方面有一定的应用,并为实现硅基蓝绿发光打开新的途径。     

铜掺杂多孔硅的光致荧光猝灭

采用浸泡镀敷的方法在多孔硅表面形成了一铜镀层,通过对掺铜前后多孔硅的光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱的研究,讨论了铜在多孔硅表面的吸附对其光致发光的影响。实验表明,掺铜对多孔硅的光致发光具有明显的猝灭效应,并使多孔硅的发光峰位蓝移。由于多孔硅表面铜的吸附使硅-氢键明显减少,而铜原子和硅的悬挂键成键会形成新的非辐射复合中心,从而使多孔硅的光致发光强度衰减。且浸泡溶液的浓度越高,这种猝灭效应越明显。而多孔硅发光峰位的蓝移,则是由于在发生金属淀积的同时伴随着多孔硅表面Si的氧化过程(纳米Si氧化为SiO2)的缘故。     

多孔硅后处理对其镶嵌染料光学特性的影响

对多孔硅进行真空退火处理和暴露大气快速退火处理,将有机染料香豆素102(C102)镶嵌其中,研究镶嵌复合膜发光特性的变化。通过比较多孔硅退火处理前、后傅立叶红外(FT-IR)吸收光谱的变化,从多孔硅与镶嵌染料分子间的能量传递方式角度出发,解释了PS表面态氧化能改善镶嵌复合膜发光特性的原因。实验通过改变多孔硅表面态,提高了复合膜的发光效率和多孔硅基体的透明程度,证明了多孔硅是一种良好的载体,在发展固体激光器方面有一定的应用,同时为实现硅基蓝绿发光开辟一条新的途径。     

镶嵌于多孔硅微腔中8-羟基喹啉铝的窄峰发射

利用浸渍法将8羟基喹啉铝(Alq₃)镶嵌到多孔硅微腔中,制备了多孔硅微腔—Alq₃镶嵌膜,研究了多孔硅微腔对镶嵌其中的Alq₃自发发射的微腔效应,观察到了光谱窄化、发光强度增强等现象。镶嵌于多孔硅微腔中的Alq₃荧光光谱的半峰全宽只有15nm,而非微腔样品,即镶嵌于普通的单层多孔硅中Alq₃荧光谱半峰全宽在85nm以上。并且有微腔时Alq₃发光强度比没有微腔时Alq₃发光强度增强一个数量级。随机改变微腔中Bragg反射镜高折射率层的几何厚度可使高反射区展宽,从而更加有效地抑制了多孔硅本身的发光模,使发光色度更纯,但由于峰值透射率减小,导致共振峰强度有所减小。多孔硅微腔有机镶嵌膜有可能成为进一步发展Alq₃在电致发光器件方面应用的一条新途径。