氧、氮掺杂硅基薄膜的荧光光谱

采用磁控溅射法制备了氧、氮掺杂的非晶硅膜 ,测量了薄膜的荧光光谱 ,获得了包括红光、绿光、蓝光及紫光和紫外的强荧光发射 ,其荧光特性受氮、氧含量及沉积时基片温度的影响。结果表明 :红光包括起源于量子限制效应的宽带及氧缺陷能级引起的分立峰 ;绿光依赖于氮的掺杂 ,起源于氮的缺陷能级跃迁 ,其峰型和峰位受基片沉积温度的影响 ;蓝光部分表现为多个分立峰的叠加 ,起源于复杂的氧缺陷能级 ;紫光部分包括一对双峰和多个宽发射带 ,发射带的强度受掺杂种类、掺杂浓度及沉积时基片温度的影响。当基片温度为750℃、中等氧氮掺杂时 ,可获得强的绿光和紫光发射。     

氧含量对a-SiOxNy薄膜荧光特性的影响

采用ＰＥＣＶＤ方法制备了ａ－ＳｉＯｘＮｙ薄膜,观察到强荧光发射现象,荧光光谱由波段范围为２６０～３５０ｎｍ和５００～７００ｎｍ的宽谱带和位置分别为３６５、３７５、３８０、７３５和７４５ｎｍ的荧光发射峰组成。改变沉积过程中氢分压研究了氧含量及荧光特性的影响,随着氢分压下降,薄膜中氧含量升高,荧光峰强度增加,但位置不变;而荧光带在强度增加的同时,中心位置产生红移。根据实验结果对荧光起源及变化机制进行了     

新型薄膜电子材料——氢化非晶硅

 当今最重要的电子材料是半导体单晶硅,用它不但可制做各种二极管、三极管还可将成千上万个元件集成在一个小硅片上.从大型计算机到家用电器、儿童玩具,其核心部分都是用单晶硅做的集成电路.市场上需求多少半导体集成电路已经成为一个国家现代化水平的标志.单晶硅器件技术的发展一方面是不断提高单位芯片上的元件集成度,另一方面是向薄膜器件的新领域开拓.特别是在七十年代分子束外延技术出现以后,制做原子尺度的单晶薄膜已成现实.     

用模拟退火算法研究非晶硅薄膜的光学性质

在玻璃衬底上采用等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)法制备了非晶硅薄膜(A-Si:H)。用紫外-可见-近红外分光光度计测出了其透射光谱。采用模拟退火算法研究了透射光谱,得出了薄膜的厚度、折射率和吸收系数随波长变化的关系式、光学带隙等光学常数,并对该方法的优缺点进行了讨论。     

非晶硅薄膜的低温快速晶化及其结构分析

在镀铝的廉价玻璃衬底上高速沉积的非晶硅薄膜在不同的温度下退火10min.退火温度为500℃时,薄膜表面形成了硅铝的混合相,非晶硅薄膜开始呈现了晶化现象 退火温度为550℃时,大部分(约80%)的非晶硅晶化为多晶硅,平均晶粒尺寸为500nm 退火温度为600℃时,几乎所有的非晶硅都转化为多晶硅,其平均晶粒尺寸约为15μm.     

a-Si:H薄膜的表面光电压谱和光电化学特性研究

采用表面光电压谱和光电化学方法，对不同掺杂类型的氢化非晶硅(s-Si:H)薄膜的光伏响应和光电化学特性进行了研究，测定了a-Si:h薄膜的能带结构，为a-Si:H薄膜在太阳能电池上的应用提供了有用的基础数据和简单光伏测量方法。     

Ni掺杂ZnO薄膜的荧光特性

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在单晶Si 衬底上制备了Ni掺杂的ZnO薄膜,通过VARAIN Cary-Eclips 500型荧光光谱仪研究了样品的荧光特性。观察到360和380 nm左右2个荧光峰。通过Ni掺杂,研究了360 nm左右荧光峰的起源。结果表明,随着靶材中Ni掺杂量的不同,荧光峰峰位不变,而相应的发光强度发生了明显的变化。当靶材中Ni∶ZnO的摩尔比X_s为5％时,样品中360 nm紫外荧光峰的发光强度最佳,表明360 nm左右荧光峰并不是重掺杂后杂质能级深入到导带的结果,有可能是起源于分裂的价带与导带间的复合跃迁。     

氧，硼，磷掺杂对氢化非晶硅中饵1.54um发光的作用

利用等离子体增强化学气相淀积（PECVD）技术生长氧、硼、磷掺杂的氢化非晶硅薄膜。在室温下注入饵离子后研究三种掺杂元素对饵离子发光的作用。室温下观察到很强的光致发光现象。氧的引入并且和饵离子形成发光中心，提高了饵离子的发光强度。退火实验表明氧、硼、磷的掺杂补偿了材料中的缺陷，提高了氢的逃逸温度，改善的热稳性，使材料的退火温度因掺杂元素的加入而提高，饵的发光得到增强。讨论了饵离子的发光机制。     

磷掺杂纳米硅薄膜的研制

用PECVD薄膜沉积方法,成功地制备了磷掺杂纳米硅(nc-Si:H(P))薄膜.用扫描隧道电镜(STM)、Raman散射、傅里叶变换红外吸收(FTIR)谱、电子自旋共振(ESR)、共振核反应(RNR)技术对掺磷纳米硅进行了结构分析,确认了样品的微结构为纳米相结构.掺磷后膜中纳米晶粒的平均尺寸d减小,一般在25—45nm之间,且排列更加有序.掺磷nc-Si:H膜具有较高的光吸收系数,光学带隙在173—178eV之间,和本征nc-Si:H相同.掺杂nc-Si:H薄膜电导率在10^-1关键词：     

Eu掺杂GaN薄膜的阴极荧光特性

通过MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长GaN薄膜,利用离子注入方法将Eu³⁺离子注入到GaN基质中。X射线衍射结果表明：经过退火处理后,修复了部分离子注入所导致的晶格损伤。利用阴极荧光光谱可得到GaN∶Eu³⁺材料在623 nm处有很强的红光发射,该发射峰来源于Eu³⁺离子的内部4f能级跃迁。另外,Eu³⁺离子注入会在样品中引入电荷转移态,产生408 nm附近的发光。退火处理有助于获得更强的电荷转移态发光和Eu离子特征发光。GaN基质的黄光峰与Eu离子之间存在能量交换,将能量传递给Eu离子,促进Eu离子发光。     

偶氮染料掺杂高分子薄膜的荧光光谱特性

利用旋涂法制备了新的偶氮染料掺杂薄膜，在室温下测试了该薄膜的吸收光谱，稳态荧光光谱和时间分辨荧光光谱，研究了荧光衰减动力学过程，得到了反式和顺式异构体的激光发单线态（S1）的荧光寿命。     

非晶硅薄膜的低温快速晶化及其结构分析

在镀铝的廉价玻璃衬底上高速沉积的非晶硅薄膜在不同的温度下退火10min.退火温度为500℃时,薄膜表面形成了硅铝的混合相, 非晶硅薄膜开始呈现了晶化现象;退火温度为550℃时,大部分(约80%)的非晶硅晶化为多晶硅,平均晶粒尺寸为500nm;退火温度为600℃时,几乎所有的非晶硅都转化为多晶硅,其平均晶粒尺寸约为1.5μm.     

利用光声光谱研究掺硫非晶硅薄膜的吸收特性

本文考虑到薄膜样品表面的多次反射,从理论上推导了光声信号的表达式.对α-Si:H薄膜和掺硫α-Si:H薄膜随入射光波长变化的吸收系数曲线进行了测定,并获得了光学带隙与掺硫浓度的关系.     

a—Si：O：H薄膜微结构及其高温退火行为研究

以微区Raman散射、X射线光电子能谱和红外吸收对等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法制备的氢化非晶硅氧（a-Si:O:H)薄膜微结构及其退火行为进行了细致研究。结果表明a-Si:O:H薄膜具有明显的相分离结构,富Si相镶嵌于富O相之中,其中富Si相为非氢化四面体结构形式的非晶硅（a-Si),富O相为Si,O,H三种原子随机键合形成的SiOx:H(x≈1.35)。经1150℃高温退火,薄膜中的H全部释出;SiOx:H(x≈1.35)介质在析出部分Si原子的同时发生结构相变,形成稳定的SiO2和SiOx(x≈0.64);在析出的Si原子参与下,薄膜中a-Si颗粒固相晶化的成核和生长过程得以进行,形成纳米晶硅（nc-Si),研究发现此时的薄膜具有典型的壳层结构,在nc-Si颗粒表面和外围SiO2介质之间存在着纳米厚度的SiOx(x≈0.64)中间相。     

用分光光度法研究非晶硅薄膜的光学性质

提出了一种测量薄膜透射光谱的方法.该方法用自制的夹具改进了分光光度计,保证了在测量大小不同的样品时参考光的强度和入射到待测样品上光的强度相同.利用改进后的分光光度计测量了沉积在玻璃衬底上非晶硅薄膜的透射光谱,并对透射光谱进行了拟合和计算,确定出非晶硅薄膜的光学常量和厚度.     

非晶硅薄膜的激光晶化及深度剖析喇曼光谱研究

利用共焦显微喇曼光谱仪，对采用PECVD方法制备的非晶硅薄膜进行了退火晶化。晶化后薄膜的喇曼光谱表明。薄膜由非晶硅结构转变为微晶硅结构，同时根据微晶硅结构的喇曼光谱的晶化峰位的移动。可以计算出晶化后微晶硅晶粒尺寸为5nm左右。在对晶化后的薄膜进行深度剖析喇曼光谱研究中，对光谱进行分峰拟合，根据晶化峰的积分强度和非晶峰的积分强度的深度剖析曲线。可以看出晶化程度最高的部分位于薄膜中央，也就是在薄膜上层和接近衬底底部材料结构仍是非晶硅结构。而位于薄膜中间的材料结构转变为微晶硅结构。     

渐变带隙氢化非晶硅锗薄膜太阳能电池的优化设计

利用一维微电子-光电子结构分析软件(AMPS-1D)在AM1.5G(100 mW/cm2)、室温条件下模拟和比较了有、无渐变带隙氢化非晶硅锗(a-SiGe:H)薄膜太阳能电池的各项性能.计算结果表明:渐变带隙结构电池具有较高的开路电压(V oc)和较好的填充因子(FF),转换效率(E ff)比非渐变带隙电池提高了0.477%.研究了氢化非晶硅(a-Si:H)、氢化非晶碳化硅(a-SiC:H)和氢化纳米晶硅(nc-Si:H)三种不同材料的窗口层对a-SiGe:H薄膜太阳能电池性能的影响.结果显示:在以nc-Si:H为窗口层的电池能带中,费米能级E F已经进入价带,使得窗口层电导率及电池开路电压有所提高,又由于ITO与p-nc-Si:H的接触势垒较低,使得接触处的电场降低,更有利于载流子的收集.另一方面,窗口层与a-SiGe:H薄膜之间存在较大的带隙差,在p/i界面由于能带补偿作用形成了价带势垒(带阶)?E v,阻碍了空穴的迁移,因此我们在p/i界面引入缓冲层,使得能带补偿作用得到释放,更有利于空穴的迁移和收集,得到优化后单结渐变带隙a-SiGe:H薄膜结构太阳能电池的转换效率达到了9.104%.     

偶氮基染料掺杂薄膜的双光子图象存储

研究了偶氮基染料掺杂薄膜ＭＯ－ＰＶＡ和ＥＯ－ＰＶＡ的双光子存储特性。在对薄膜用Ａｒ＾＋激光作预激发下实现了Ｈｅ－Ｎｅ激光的红光存储。获得了实时和短时存储照片。光电记录存储曲线，分析了双光四能级系统的存储机制。实现确定了最佳预激发功率约为０．２８Ｗ／ｃｍ＾２，最小Ｈｅ－Ｎｅ光可存储功率密度低于０．２Ｗ／ｃｍ＾２。     

532nm连续激光晶化非晶硅薄膜的原位拉曼光谱研究

用磁控溅射制备了非晶硅薄膜,用波长为532 nm的连续激光退火和显微Raman光谱原位测试技术和场发射扫描电子显微镜研究了非晶硅薄膜在不同激光功率密度和不同扫描速度下的晶化状态。结果表明,激光照射时间10 s,激光功率密度大于2.929×105W/cm2时,能实现非晶硅薄膜晶化。在激光功率密度为5.093×105W/cm2,扫描速度为10 mm/s时非晶硅开始向多晶硅转化。在5.093×105W/cm2的功率密度下,以1.0 mm/s的扫描速度退火非晶硅薄膜,得到的晶粒直径为740 nm。