提高多孔硅传感特性的一种新方法(英文)

研究了多孔硅(PS)吸附有机溶剂分子后对多孔硅荧光谱的淬灭效应。结果表明:淬灭多孔硅发光的有机溶剂分子是极性分子,有机溶剂分子的极性不同对多孔硅发光的淬灭程度也不同,且有些有机溶剂分子吸附氧化多孔硅比吸附多孔硅引起的发光淬灭具有更好的可逆性和选择性;用含有胺基的正丁胺(CH3CH2CH2CH2-NH2)作碳源,用射频辉光放电等离子系统在多孔硅表面沉积c n膜对多孔硅进行钝化处理后发现:其电致发光强度明显增强,发光峰位兰移,且在大气中存放60天后,其电致发光谱强度基本不衰减,峰位不再移动。经钝化处理的器件较未经处理的器件具有小的串联电阻Rs和低的驱动电压。这为提高多孔硅的传感特性提供了一种新方法。     

多孔硅的电致发光

９０年代安发展起来的发光多孔硅材料在发光的全色性，电致发光的效率以及稳定性等方面取得不少重要进展。介绍了几种多孔硅发光二极管结构及有关的电致发光机理，从共进展的速度以及目前已达量子效率＞１０＾－＾４的水平来看，其进入实际应用的前景是乐观的。     

多孔硅的光学非线性效应

自从1990年英国皇家信号与雷达研究所的Canham发现了多孔硅的可见光发射现象以后[1],在国际上掀起了一股多孔硅发光研究的热潮.继光致发光以后,有好几个研究组已观察到多孔硅的固态电致发光[2],这是向多孔硅在光电子器件的应用方向迈出的一大步.对于多孔硅的发光机理,虽然多数人倾向于认为这是一种量子线或量子点结构的限制效应,但也有一些与之相矛盾的实验结果,以致提出了一些其他的可能机理,如 SiH2或Si6O2H5聚合物,a-St,应变和杂质的作用等.所以要最终确定多孔硅的发光究竟是否是一种量子限制效应,还有待于提供进一步的实验事实. 另一…     

多孔硅的形成与发光

本文综述了有关多孔硅(Porous Silicon,简称PS)某些新近的研究成果,包括多孔硅的形成、光致发光和电致发光,着重介绍多孔硅的形成和发光过程的量子尺寸效应.     

多孔硅的光生伏特效应

多孔硅(PS)的可见光致发光的发现[1],引起人们对PS的光电特性及其在光电器件上应用可能性的广泛探索.已报道用PS制成发出可见光的电致发光器件[2]及高灵敏的光探测器件[3].本文将报道PS层与金属接触,光照时能出现很强的光生伏特效应,利用这一特性有可能制成高效的光电转换器件.     

Er离子注入的富硅SiO2MOS-LED的可见和红外电致发光特性

通过Er离子和Si离子注入并结合高温退火制备了Er掺杂的富硅SiO2薄膜以及ITO/SiON/富硅SiO2:Er/Si MOS结构电致发光器件.研究了富Si浓度的变化对Er3+离子掺杂的电致发光器件的发光性能和传导特性的影响.发现不同Si含量对Er3+离子的不同能级的电致发光会产生不同作用.在富Si量小于5％的条件下,...     

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     

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。     

多孔硅发光研究获新进展

最近,复旦大学应用表面物理实验室在多孔硅发光研究方面又取得两项新的进展,现介绍如下:1.电致发光的功耗低于文献报道的水平 目前,我们所制成的多孔硅电致发光样品,其发光的阈值电压和电流已减小到 6V,30mA/cm2,比国际上迄今所报道的功耗值都要低.从表1的比较可以看出,我们所获得的电致发光特性达到了文献报道的最好水平.2.光致发光获得迄今所报道的最短波长 由于多孔硅发光的波长与硅柱直径有关,当发光波长进入绿光范围时,硅柱孔径已很细,极易坍塌,使得更细的量子线结构很难实现.迄今国外文献所发表的光致发光谱其中心波长最短约为530nm(…     

复旦多孔硅发光研究又获新进展

复旦大学应用表面物理实验室在国内首次观察到电致发光和在国际上首次发现多孔硅的非线性光学效应之后，又获得两项新进展：     

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。     

复旦多孔硅发光研究又获新进展

 复旦大学应用表面物理实验室在国内首次观察到电致发光和在国际上首次发现多孔硅的非线性光学效应之后，又获得两项新进展.     

多孔硅表面形貌的观测和探讨

一、引言多孔硅室温下较强的光致发光现象给全硅大规模光电集成电路和硅基发光器件的开发带来曙光，但要把它变为现实仍有许多问题要解决，就以发光机理为例，仍有不同意见[1].为此必须深入研究其特性，为探讨发光机理提供依据.已有作者观察到发光畴区[2]，测得多孔硅成分近于二氧化硅[3]，观察到快和慢的发光带[4]以及证实自然氧化引入新的表面态[5]等.但迄今为止测量的均为晾干后的多孔硅，而未深究在空气中贮存干燥过程中形貌的变化.本文对多孔硅在空气中贮存初期表面形貌的变化做了显微观测和探讨.还尝试测量了多孔硅／硅的界面特性.二…     

多孔硅-导电聚酯材料复合发光器的光学特性研究

poly-4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta[2,1-b:3,4-b]dithiophene monolayer(PCDM)是一种导电,低导带聚酯材料。如果在多孔硅纳米结构中附上一层以自组方式生成的PCDM单分子层,就可以制成能够产生稳定电致发光的器件。发光器的结构是金／PCDM／多孔硅／硅／铝,发光器的电致发光,在白天可用肉眼观察到。有很宽的发光波长,几乎覆盖了整个可见光区域且峰值位于650nm,发光器的面积为1cm^2,启动正向电压在14－30V,电流约300mA。经长时间测试,发光器的稳定性很好,在空气中放置3个月,在输入功率不变的情况下,发光强度也不发生变化,当施以反向电压时,样品仍可以发光而且稳定性较高,在250h内I－V未发生明显变化,扫描电镜图像显示PCDM覆盖的表面要比多孔硅表面平整,而PCDM分子有可能进入到多孔硅纳米孔径当中去,起到了提高发光器稳定性和延长其寿命的作用。     

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．     

电致发光色纯性增强的硅基有机微腔

报道了硅基有机微腔的电致发光（EL）.该微腔由上半透明金属膜、中心有源多层膜和多孔硅分布Bragg反射镜（PS DBR）组成.半透明金属膜由Ag（２０nm）构成，充当发光器件的负电极和微腔的上反射镜.有源多层膜由Al (1 nm) / LiF(05 nm) /Alq3/Alq3:DCJTB/NPB/CuPc/ITO/SiO2组成，其中的Al/LiF为电子注入层，ITO为正电极，SiO2为使正、负电极电隔离的介质层.该PS DBR是采用设备简单、成本低廉且非常省时的电化学腐蚀法用单晶Si来制备的；该PS 关键词： 电化学腐蚀 电致发光 窄峰发射 硅基有机微腔     

多孔硅发光机理的新探索

自从９０年代初次发现多孔硅发射可见光的现象以来，人们在其发光机理和可能的技术应用上作了许多工作，而发光机理则是开发实用器件的重要前提，该文在对当前研究动态作介绍之后，分析了一个涉及载流子在约束态和表面态之间转移的综合的多孔硅发光模型，并在研究固态接触的多孔硅发光二极管结构的瞬态特性之后，提出了载流子注入，约束和复合机理的定性假设。     

硅基掺锰富硅氧化硅薄膜的电致发光

硅光子学中的关键问题是研制高效率的硅基光源,文章为此提出了一种实现硅基发光的方法。采用共溅射的方法在n＋型重掺杂硅衬底上制备了富硅氧化硅（SiO2∶Si）薄膜,然后用热扩散法进行了锰（Mn2＋）掺杂和光学活化。高分辨透射电镜观察表明薄膜中形成了3～5 nm的硅纳米晶体。该薄膜在紫外光照射下发射出明亮的绿光,光致发光谱峰位在524 nm（2.36 eV）,一般认为这是来自Mn2＋能级4T1 →6A1基态跃迁的绿光辐射;其荧光寿命为0.8 ms。将该掺锰富硅二氧化硅（SiO2∶Si∶Mn2＋）做成电致发光结构,在低反偏电压下观察到近乎白色的电致发光（EL）,光谱范围覆盖了400～800 nm。研究表明,该电致发光谱来源于薄膜中的Mn2＋以及氧化硅中的缺陷发光中心两者光谱的叠加;Mn2＋的发光是靠薄膜中的热电子来激发的;并由此探讨了薄膜中的硅纳米晶体在电致发光过程中的作用。     

多孔硅拉曼光谱的研究

采用电化学腐蚀的方法制备多孔硅。对不同实验条件下所得到的多孔硅的拉曼光谱进行了分析，确认多孔硅是具有纳米晶结构特征的材料，肯定了量子限制效应在多孔硅光致发光中的作用。     

多孔硅——一种新形态的硅材料

多孔硅（ｐｏｒｏｕｓ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）是指通过对氢氟酸溶液中的晶体硅片进行阳极氧化，在硅衬底上形成的多孔态的硅材料．本文介绍了多孔硅的形成规律和结构形貌，并对其光学性质和形成机制仆行了简要的评介，最后以多孔硅在大规模集成电路中的应用为主讨论了它的技术应用．