稀土对金属纳米粒子-介质复合薄膜(Ag-BaO)光电发射性能的增强

用真空蒸发沉积的方法制备了掺杂稀土的金属纳米粒子介质复合薄膜(Ag-BaO薄膜).与不掺杂稀土的Ag-BaO薄膜相比,其光电发射能力提高了近40%.透射电镜分析表明,掺杂稀土后,Ag-BaO薄膜中的Ag纳米粒子明显细化、球化、密度增大.这表明Ag纳米粒子的细化,使得其在光作用下,光电子更容易通过隧道效应穿过界面位垒逸出,导致光电发射能力增强     

纳米稀土-介质薄膜光电发射光谱和能带结构

用真空蒸发沉积的方法制备了纳米稀土(La、Nd、Sm)粒子 BaO介质薄膜.研究表明薄膜的光电发射光谱响应阈值受纳米稀土粒子形状和大小的影响,球形纳米稀土(Sm)粒子 BaO介质薄膜的光谱响应阈值波长为720 nm,条状纳米稀土(La和Nd)粒子 BaO介质薄膜阈值波长分别为650 nm和660 nm.研究得到纳米稀土粒子 介质薄膜等效界面位垒高度在1.7～2.0 eV之间.由于纳米稀土粒子与BaO介质各自逸出功不同,当构成薄膜后使得纳米粒子周围的空间电荷分布发生变化,纳米粒子周围的能带发生弯曲.     

镧与真空沉积银纳米粒子的金属间化合

根据HumeRothery规则,分析了银与镧两元素之间形成金属间化合物的倾向性,并根据真空蒸发沉积的条件,分析了在真空蒸发沉积情况下镧与银之间形成金属间化合物的可能性.用X射线光电子能谱化学位移方法对真空蒸发沉积的银、镧薄膜进行了分析,结果表明在真空沉积条件下镧与银之间的确形成了金属间化合物. 关键词： 金属间化合物 镧 银 纳米粒子     

THEORETICAL DEPENDENCE OF LONG WAVELENGTH PHOTOEMISSION UPON THE SIZE OF Ag NANOPARTICLES EMBEDDED IN BaO SEMICONDUCTOR THIN FILM

The dependence of long wavelength photoemission upon the size of Ag nanoparticles embedded in a BaO semiconductor is predicted and discussed theoretically. The calculated results show that the increase in the diameter of the Ag nanoparticle, in the range from 1.5 to 37.0nm, leads to the emergence of a roughly Gaussian form of the photoemission spectra and the peaks become markedly narrower. The results also show that the increase in the diameter of the Ag nanoparticle leads to the decrease of the long wavelength threshold. The incident light wavelength corresponding to the peak value of the photoemission gets bigger with the increase of the size of Ag nanoparticles, thus showing a redshift.     

纳米稀土-介质薄膜光电发射光谱和能带结构

用真空蒸发沉积的方法制备了纳米稀土(La、Nd、Sm)粒子-BaO介质薄膜.研究表明薄膜的光电发射光谱响应阈值受纳米稀土粒子形状和大小的影响,球形纳米稀土(Sm)粒子-BaO介质薄膜的光谱响应阈值波长为720nm,条状纳米稀土(La和Nd)粒子-BaO介质薄膜阈值波长分别为650nm和660nm.研究得到纳米稀土粒子-介质薄膜等效界面位垒高度在1.7～2.0eV之间.由于纳米稀土粒子与BaO介质各自逸出功不同,当构成薄膜后使得纳米粒子周围的空间电荷分布发生变化,纳米粒子周围的能带发生弯曲.     

稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子团聚的影响

用透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）研究了稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子的影响.结果表明,稀土镧对真空蒸发沉积银纳米粒子有明显的细化作用.稀土镧对银纳米粒子的细化作用,是由于稀土镧增强了基底对银原子的吸附能,使镧和银结合形成的复合小银粒子局限于固定位置,进而减少了相互团聚所致.     

CLUSTER NUCLEATION LIMITED BY GROWTH PATTERN COVERAGE IN THIN FILM PREPARATION FROM VAPOR

In the early stage of thin film preparation from vapor, growth patterns consisting of stable clusters will gradually cover almost the entire substrate surface. During this process, the density of single atoms is zero on growth patterns and the nucleation of clusters will proceed in the substrate parts uncovered by these patterns. The influence of growth pattern coverage on the nucleation of thin films has not been considered wholly in the classical theory of thin films. We will systematically study the influence of growth pattern coverage and give some correction formulas for the widely used classical theory of thin films. It was found that the classical nucleation rate is proportional to the square of the uncovered area. The corrected formulas are of particular importance in the dominant coverage case.     

Ag-BaO薄膜在垂直表面电场作用下的光吸收增强

Ag-BaO薄膜是金属纳米微粒埋藏于半导体介质中的功能复合薄膜,它具有超快的光电时间响应,可以检测超短激光脉冲,在Ag-BaO薄膜表面加入垂直电场,可以提高薄膜的光电发射效率,在垂直表面电场作用下近紫外波段光吸收有较明显增强现象,在波长λ=303nm处15V电压作用下光吸收增强6.5%,30V电压作用下增强18%。这种光吸收增强是由于在电场作用下,薄膜的能带结构发生倾斜,以及在强电场下能级分裂。光吸收涉及被激发电子在倾斜能带间隧穿几率的增加,和被激发电子在这些分裂能级间的跃迁。     

稀土镧对薄膜中银纳米粒子的细化作用

通过更换基底材料,证实了稀土镧对AgBaO薄膜中银纳米粒子的细化作用.用LewisCampbell的薄膜理论分析表明,稀土镧对银纳米粒子的细化作用机理是,基底吸附稀土镧增强了基底对银原子的等效吸附能和基底表面徙动激活能,使镧和银结合形成的复合小银粒子在基底表面的徙动扩散运动受到削弱,进而减少了相互团聚所致.基底表面徙动激活能增量在0.04—0.07eV之间,相应的基底对银原子的等效吸附能增量在0.08—0.42eV之间 关键词： 细化 稀土 纳米粒子 粒度     

La对Ag-BaO薄膜荧光特性的影响

用真空沉积的方法制备了掺杂稀土La的Ag-BaO薄膜，与不掺稀土La的Ag-BaO薄膜相比较，光致荧光光谱的形状和峰位基本没有改变，但在整个观测波段（325－600nm)的荧光发射都有所增强，总体荧光发射约增强40％，且增强效应表现为“蓝强”的特点，即短波方向比长波方向要显著一些，分析表明，La与Ag-BaO薄膜中的Ag会形成银镧金属间化合物，其4f能级位于费米能级附近下方，部分局域化且与导带部分耦合，4f能级与导带能级之间的能量传递是荧光发射增强效应的来源，4f电子的光吸收截面随入射光子能量的增加而增大的特点是“蓝强”现象的原因。