声空化物理化学综合法制备发光多孔硅薄膜的微结构与发光特性

声空化所引发的特殊的物理、化学环境为制备高效发光的多孔硅薄膜提供了一条重要的途径.实验结果表明，声化学处理对于改善多孔硅的微结构，提高发光效率和发光稳定性都是一项非常有效的技术.超声波加强阳极电化学腐蚀制备发光多孔硅薄膜，比目前通用的常规方法制备的样品显示出更优良的性质.这种超声的化学效应源于声空化，即腐蚀液中气泡的形成、生长和急剧崩溃，在多孔硅的腐蚀过程中，孔中的氢气泡，由于超声波的作用增加了逸出比率和塌缩，有利于孔沿垂直方向的腐蚀. 关键词： 声空化方法 微结构 发光特性 多孔硅     

多孔硅膜微结构的透射电镜研究

用透射电镜观察到由Ｓｉ（ｌｌｌ）衬底生长的多孔硅膜具有双层结构和明显的不均匀微结构，初步探讨了荧光机理与微结构的关系。     

多孔硅的制备条件对其光致发光特性的影响

不同的实验条件下制备的多孔硅的光致发光(PL)特性是不同的,这是许多研究产生分歧的主要原因。对比分析了阳极氧化电流密度、阳极氧化时间、溶液浓度以及自然氧化时间对多孔硅光致发光光谱的影响。认为在一定的范围内,多孔硅的发光峰位会随电流密度的增大而蓝移,要获得较强的发光,需要选择合适的电流密度;随着腐蚀时间的延长,多孔硅的发光峰位也发生蓝移。当HF酸的浓度较小时,峰位随浓度的增大表现为向低能移动;而当HF酸的浓度较大时,峰位随浓度的增大则表现为移向高能。多孔硅在空气中自然氧化,其发光峰位发生蓝移,而发射强度随放置时间的延长而降低。并用量子限制模型和发光中心模型对实验结果进行解释。     

多孔硅发光稳定性的改进

采用在热ＨＮＯ₃中对多孔度较低的多孔硅样品进行氧化的方法，我们获得了稳定性和均匀性都较好的多孔硅样品。这是一种不同于快速热氧化且更方便易行的方法。另外还用ＳＥＭ和ＦＴＩＲ对其特性进行了研究。 关键词：     

多孔硅结构与发光机理的非线性光学研究

最近的研究中,采用1.06μm超短脉冲光激发,在多孔硅表面观察到了有效的红外多光子激发的荧光发射.研究表明,这是一个增强的三阶非线性光学过程.本文利用其三阶非线性特性对具有强可见光发射的多孔硅结构进行了研究,结果显示晶体硅的各向异性特征在多孔硅中几乎被保留;此外,较强的激光激发导致的红外上转换荧光信号衰减过程被归结为与多孔硅表面氢的脱附有关.     

多孔硅发光峰温度行为的研究

实验研究了多孔硅（Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ）光致发光峰随测量温度的变化,发现发光峰位随温度的移动与发光峰的能量有关。随温度升高,发光峰波长较长的样品它们的发光峰都移向高能,面发光峰能量较高的样品它们的发光峰都移向低能,发光峰波长位于７４０ｎｍ附近的样品,它们的发光峰与测量温度无关。对上术结果的起源作了讨论。     

多孔硅光致发光的温度效应研究

通过对多孔硅光致发光峰随测量温度变化的研究，发现随测量温度的下降，光致发光峰位有两种截然不同的移动方向：发光峰中心波长较长的样品，主峰向低能方向移动(即红移)；而发光峰位波长较短的样品则向高能方向移动(即蓝移).根据多孔硅光致发光峰的温度效应，定性地给出了发光效率随波长变化的模拟曲线，并由此能较好地解释多孔硅光致发光峰位随温度变化而移动的实验现象. 关键词：     

多孔硅的光致发光和红外吸收光谱研究

用电化学腐蚀法制备出多孔硅系列样品.室温下具有明亮可见的光致发光.增大电解电流或延长腐蚀时间,发光光谱明显地“蓝移”;提高样品测量温度,发光光谱也明显地“蓝移”。红外吸收光谱表明多孔硅中除了硅丝骨架以外,还含有H、F及O等元素,随着腐蚀时间的增加,F和O原子的相对含量增加.实验结果表明,多孔硅在可见光区的发光现象是一种量子尺寸效应.     

多孔硅微秒光致发光衰减

在微秒范围内测量了多孔硅的光致发光衰减,研究了衰减参数与发光波长、样品制备条件的关系,发现衰减参数与发射波长有关,但不依赖于样品制备条件。用发光三层模型解释了实验结果。     

氧化处理多孔硅的光致发光和发光衰减

用沸硫酸对多孔硅进行了处理,测量了它们的红外吸收光谱、光致发光光谱和发光衰减.对氢、氧的作用进行了讨论,发现氧的加入可使发光强度增加两个数量级,发光衰减变快.用三层发光模型对结果进行了讨论.     

离子注入对多孔硅可见光发射特性的影响

本文在前期对多孔硅发光机理研究的基础上,研究了离子注入对多孔硅光致发光的影响.实验表明离子注入除了可以降低多孔硅光致发光的强度外,还将使多孔硅的光致发光光谱谱峰产生蓝移、半高宽展宽,并在多孔硅发光谱带中产生一些发光减弱区和次峰结构.文中最后对实验现象做了解释.     

发光不衰减的多孔硅

用一种新的方法制备出了具有不同衰减的光致发光特性的多孔硅。如此制备的多孔硅新鲜样品,其发光峰位强度比普通多孔硅高２￣２．５倍,将样品在室温下暴露于空气中,其发光强度在前４个月中单调增加,然后达到饱和。在随后的８个月中,没有观察到发光衰减,发光峰位也没有发生变化,这种发光稳定性被归因子于多孔硅表面所形成的稳定的Ｆｅ－Ｓｉ键。文章探讨了发光不衰减、峰位不蓝移的机理,并为多孔硅发光的量子限域模型提供了强     

激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究

研究了掺钛水热法制备多孔硅的Raman光谱和光致发光谱.实验发现,当激光功率较低时,多孔硅的Raman光谱在略低于520cm^-1附近表现为一锐的单峰,和晶体硅的Raman光谱类似.随激光功率增大,该单峰向低波数移动,Raman和光致发光峰的强度与激光强度的一次方成正比.当激光功率增大到一定值时,该单峰分裂成两个Raman峰,光致发光谱的强度突然增大,与激光强度之间不再满足一次方的关系,位于低波数一侧的Raman峰随激光功率增大进一步向低波数移动.多孔硅Raman光谱随激光功率的变化是 关键词： 多孔硅 Raman光谱 光致发光     

发光多孔硅表面微结构及其晶格畸变的实验研究

用电化学方法制备了不发光多孔硅和发光多孔硅,用X射线双晶衍射对两类多孔硅表面进行了微结构分析和晶体质量表征,实验表明两类多孔硅的微结构间存在着很大差别。不发光多孔硅表面对X射线的双晶衍射摇摆曲线可解叠成两个峰,它们分别来自样品多孔层和单晶硅衬底,而发光多孔硅对X射线的双晶衍射摇摆曲线呈高斯对称分布,不可解叠。发光多孔硅比不发光多孔硅表面晶体质量差,且电化学腐蚀越严重,表面晶体质量下降也越严重。     

多孔硅蓝光发射与发光机制

在制备出光致发光能量为２．７ｅＶ的发射蓝光多孔硅的基础上对它进行了较系统的研究：测量了它的光致发光时间分辨光谱，用傅里叶交换红外光谱分析了其表面吸附原子的局域振动模，研究了γ射线辐照对其发光的影响，并与发红、黄光的多孔硅作了对比，通过空气中长期存放、激光和紫外线照射的方法，研究了光致发光峰能量为２．７ｅＶ的多孔硅发光稳定性．我们及其它文献中报道的多孔硅蓝光发射的实验结果与量子限制模型矛盾，但能用量子限制／发光中心模型解释．我们认为多孔硅的２．７ｅＶ发光是多孔硅中包裹纳米硅的ＳｉＯ_x层中某种特征发光中心引起的． 关键词：     

嵌入多孔硅中的C60分子的发光行为

1990年团簇C60分子分离的成功[1],立即引起了科学界的极大重视,有关C60分子的超导电性、光谱特性以及电子能级结构的研究报道与日俱增,由于单个C60分子是直径为7.1Å的球形分子,因而在某种程度上对于由C60分子聚集而成的具有几个纳米尺寸的CBO微晶的体系应该也具有类似于半导体超微粒低维量子限域的物理特性.