a-SiCx:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积非晶SiCx：H(a-SiCx：H)和非晶Si：H(a-Si：H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备了晶化纳米a-SiCx：H／nc-Si：H(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜。利用截面透射电子显微镜技术分析了a-SiCx：H／nc-Si：H多层薄膜的结构特性。通过对晶化样品的时间分辨光致发光谱的研究,结果表明：随着退火温度的升高,发光峰位置开始出现一些红移现象：当退火温度为900℃时,样品的发光强度和发光衰减时间分别达到最大值和最小值;随着退火温度的继续升高,发光峰位置又开始出现蓝移现象。由此探讨纳米a-SiCx：H／nc-Si：H多层薄膜的发光特性和发光机理。     

PHOTOLUMINESCENCE PROPERTIES OF NANO-SIZE CRYSTALLINE SILICON FILMS

Photoluminescence (PL) at low temperature is reported for nc-Si:H films grown by PECVD. A characteristic luminescence peak was observed in the wavelength range of 1.1-1.2μm. The temperature dependence of PL has been studied in the temperature range of 4.2-180 K. The PL mechanism of nc-Si:H films is discussed. The emission peak at 1.1-1.2 μm is attributed to the interface atoms between grains, and the emission peak around 0.9μm is due to a little amount of amorphous component.     

InGaN/GaN多量子阱蓝光LED外延片的变温光致发光谱

利用MOCVD在Al_2O_3(0001)衬底上制备InGaN/GaN MQW结构蓝光LED外延片。以400 mW中心波长405 nm半导体激光器作为激发光源,采用自主搭建的100～330 K低温PL谱测量装置,以及350～610 K高温PL测量装置,测量不同温度下PL谱。通过Gaussian分峰拟合研究了InGaN/GaN MQW主发光峰、声子伴线峰、n-GaN黄带峰峰值能量、相对强度、FWHM在100～610 K范围的温度依赖性。研究结果表明:在100～330 K温度范围内,外延片主发光峰及其声子伴线峰值能量与FWHM温度依赖性,分别呈现S与W形变化;载流子的完全热化分布温度约为150 K,局域载流子从非热化到热化分布的转变温度为170～190 K;350～610 K高温范围内,InGaN/GaN MQW主发光峰峰值能量随温度变化满足Varshni经验公式,可在MOCVD外延生长掺In过程中,通过特意降温在线测PL谱,实时推算掺In量,在线监测外延片生长。以上结果可为外延片的PL发光机理研究、高温在线PL谱测量设备开发、掺In量的实时监测等提供参考。     

氢化非晶硅薄膜退火形成的纳米硅及其光致发光

本文报道对氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜在600～620℃温度下快速退火10s可以形成纳米晶硅(nc-Si),其Raman散射表明,在所形成的nc-Si在薄膜中的分布是随机的,直径在1.6～15nm范围内,并且在强激光辐照下观察了nc-Si在薄膜中的结晶和生长情况.经退火所形成的nc-Si可见光辐射较弱,不能检测到它们的光致发光(PL),但用氢氟酸腐蚀钝化后则可检测到较强的红PL,并且钝化后的nc-Si在空气中暴露一定的时间后,其辐射光波长产生了蓝移.文中就表面钝化和量子限制对可见光辐射的重要性作了讨论.     

InP基InAs量子线异常的变温光致发光谱研究北大核心CSCD

制备了InAs/InAlGaAs/InP(001)量子线结构,利用变温光致发光谱(PL)研究了InAs量子线的光学特性.随温度增加InAs量子线PL谱的发光峰位呈异常的S型变化,即:在15K^35K时峰位红移;在35K^55K温度范围内峰位发生了蓝移;随后随温度进一步增加,峰位再次发生红移.分析认为这种S型峰位的变化可能是由于不同温度下载流子的不同复合机制所引起的.     

InP基InAs量子线异常的变温光致发光谱研究

制备了InAs/InAlGaAs/InP(001)量子线结构,利用变温光致发光谱(PL)研究了InAs量子线的光学特性.随温度增加InAs量子线PL谱的发光峰位呈异常的S型变化,即:在15K~35K时峰位红移;在35K~55K温度范围内峰位发生了蓝移;随后随温度进一步增加,峰位再次发生红移.分析认为这种S型峰位的变化可能是由于不同温度下载流子的不同复合机制所引起的.     

通过纳米硅中量子点的共振隧穿

用纳米硅(nc-Si∶H)薄膜制成了隧道二极管，并在其I-V曲线上发现了不连续的量子化台阶.二极管的I-V曲线可分成二部分：(1)0—7V，电流随外加电压增大而增大；(2)7—9V，电流随外加电压急剧增大并出现三个量子化台阶.量子化台阶的出现直接与纳米硅中的晶粒有关，根据nc-Si∶H的独特结构，对载流子的传导通道进行了讨论；用通过nc-Si∶H中量子点的共振隧穿对I-V曲线进行了初步解释. 关键词：     

a-SiC_x:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积非晶SiCx∶H(a SiCx∶H)和非晶Si∶H(a Si∶H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备了晶化纳米a SiCx∶H/nc Si∶H(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜。利用截面透射电子显微镜技术分析了a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的结构特性。通过对晶化样品的时间分辨光致发光谱的研究,结果表明:随着退火温度的升高,发光峰位置开始出现一些红移现象;当退火温度为900℃时,样品的发光强度和发光衰减时间分别达到最大值和最小值;随着退火温度的继续升高,发光峰位置又开始出现蓝移现象。由此探讨纳米a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的发光特性和发光机理。     

具有InAlAs浸润层的InGaAs量子点的制备和特性研究

采用自组装方法生长了一种新型的InGaAs量子点/InAlAs浸润层结构.通过选取合适的In组分 ，使InAlAs浸润层的能级与GaAs势垒相当，从而使浸润层的量子阱特征消失.通过低温光致 发光（PL）谱的测试分析得到InGaAs量子点/InAlAs浸润层在样品中的确切位置.变温PL谱的 研究显示，具有这种结构的量子点发光峰的半高全宽随温度上升出现展宽，这明显区别于普 通InGaAs量子点半高全宽变窄的行为.这是因为采用了InAlAs浸润层后，不仅增强了对InGaA s量子点的限制作用，同时切断了载流子的 关键词： InGaAs量子点 InAlAs浸润层 PL谱     

nc-Si/SiO2多层膜的制备及蓝光发射

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中，采用a-Si∶H层淀积与原位等离子体氧化相结合的逐层生长的方法成功制备出a-Si∶H/SiO2多层膜 (ML)；利用限制性结晶原理通过两步退火处理使a-Si∶H层晶化获得尺寸可控的nc-Si/SiO2 ML，并观察到室温下的蓝光发射；结合Raman散射和剖面透射电子显微镜技术分析了nc-Si/SiO2 ML的结构特性；通过对晶化样品光致发光谱和紫外-可见光吸收谱的研究，探讨了蓝光发射的起源. 关键词： 纳米硅多层膜 等离子体氧化 蓝光发射 热退火     

退火温度对ZnO薄膜结构和发光特性的影响

采用反应射频磁控溅射法在 Si(100)基片上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜，研究了退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺度、应力状态、成分和发光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的紫外发光光谱和可见发光光谱与薄膜的微观状态之间的关系.研究结果显示,在600—1000℃退火温度范围内，退火对薄膜的织构取向的影响较小，但薄膜的应力状态和成分有比较明显的变化.室温下光致发光光谱分析发现，薄膜的近紫外光谱特征与薄膜的晶粒尺度和缺陷状态之间存在着明显的对应关系；而近紫外光谱随退火温度升高所呈现的整体峰位红移是各激子峰相对比例变 关键词： ZnO薄膜 退火 光致发光 射频反应磁控溅射 可见光发射     

等离子体增强InAs单量子点荧光辐射的研究

通过测量光致发光(PL)谱、PL时间分辨光谱及不同激发功率下PL发光强度,研究了低温(5 K)下等离子体对InAs单量子点PL光谱的增强效应.采用电子束蒸发镀膜技术在InAs量子点样品表面淀积了5 nm厚度的金膜,形成纳米金岛膜结构.实验发现,金岛膜有利于量子点样品发光强度的增加,最大PL强度增加了约5倍,其主要物理机理是金岛膜纳米结构提高了量子点PL光谱的收集效率.     

Temperature dependence of photoluminescence from mono-dispersed Si nanoparticles

The temperature dependence of photoluminescence (PL) from mono-dispersed Si nanoparticles was studied from 4 to 300 K. Si nanoparticles produced by pulsed laser ablation in He background gas were sorted into the 6 nm size range by a differential mobility analyzer (DMA). The spread of the size distribution was narrowed to a geometrical standard deviation _g = 1.05. On decreasing the temperature from 300 to 4 K, the intensity of the PL spectra increased gradually, peaked at about 60 K, and then decreased rapidly. The temperature dependences of the intensity and the full width at half maximum (FWHM) on the PL spectra are discussed in terms of radiative and nonradiative decay rates.     

Temperature dependence of photoluminescence from self-organized Ge quantum dots with large size and low density

Photoluminescence(PL) from self-organized Ge quantum dots(QDs) with large size and low density has been investigated over a temperature range from 10 to 300 K using continuous-wave(CW) optical excitation.The integrated PL intensity of QDs observed is negligible at about 10 K and rapidly increases with raising temperature up to 100 K.Through analyzing the PL experimental data of the QDs and wetting layer(WL),we provide direct evidence that there exists a potential barrier,arising from the greater compressive...     

AlP/SiO2纳米复合材料的光致发光研究

本文对用溶胶-凝胶方法制备的xAlP/100SiO₂凝胶玻璃的光致发光进行了研究,表明585nm附近的发光是凝胶玻璃中的AlP纳米晶粒表面态和缺陷复合发光.发光峰位与AlP的参杂量无关,但发光峰的强度随x的增加而减弱;另外与H₂的反应时间越长,发光强度减弱.     

The role of surface oxidation on luminescence degradation of porous silicon

This study reports a comparative analysis on time dependent degradation of photoluminescence (PL) spectra of porous silicon (PS) during dark-aging (DA) and photo-aging (PA). Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy studies have been performed to get an insight on possible chemical changes in the PS surface. It has been found that SiH_x bonds decrease progressively while SiO_x bonds increase. FTIR and PL measurements revealed presence of blue shifts in the PL spectra during the aging stages (PA and DA). While the PL intensity of dark aged PS shows a decrease during the first 3 weeks and an increase afterwards, the PL intensity decreases continuously for photo-aged PS. The change in the PL spectra has been investigated by overlapping of two different PL bands which are reflective of oxidation of PS surface and size of Si naonocrystallites. A possible bond configuration model about the oxidation of PS surface has also been proposed. The results are interpreted in terms of quantum size effects in PS and the influence of the surface composition.     

Strong visible PL from the nc-Si thin film by Ni silicide mediated crystallization

We studied the growth of nanocrystalline silicon (nc-Si) thin film exhibiting a strong room temperature photoluminescence (PL) at 1.81–2.003 eV. The amorphous silicon was crystallized by Ni silicide mediated crystallization (Ni SMC) and then Secco-etched to exhibit the PL. The PL peak energy and intensity increase with increasing the metal density on the a-Si because of the reduction in the grain size down to 2 nm. The photoluminescence energy and peak intensity depend strongly on the Secco etch time because the grain size is reduced by etching the grain boundaries.     

局域表面等离激元对InGaN/GaN多量子阱发光效率的影响

Ag纳米粒子的形貌对InGaN/Ga N多量子阱(MQWs)的光致发光(PL)效率有着显著影响。本文采用离子束沉积(IBD)技术将Ag沉积在InGaN/Ga N MQWs上,然后通过快速热退火处理制备Ag纳米粒子。通过改变Ag的沉积时间获得了具有不同Ag纳米粒子形貌的样品。用原子力显微镜对各样品的Ag纳米粒子形貌和尺寸进行了表征,并且测试了吸收谱、室温和变温PL谱及时间分辨光致发光(TRPL)谱。结果表明:随着Ag沉积时间的延长,所得Ag纳米粒子粒径增大,粒子纵横比先增大后减小且吸收谱峰红移。由于不同形貌的Ag纳米粒子在入射光作用下产生的局域表面等离激元(LSPs)与MQWs中激子耦合强度不同,光发射能力也不同,与没有Ag纳米粒子的样品相比,沉积时间为15 s的样品室温PL积分强度被抑制6.74倍,沉积时间为25 s和35 s的样品室温PL积分强度分别增强1.55和1.72倍且峰位发生红移,沉积时间为45 s的样品室温PL积分强度基本没有变化。TRPL与变温PL的测试结果证明,室温PL积分强度的改变是由于LSPs与MQWs中的激子耦合作用引起的。纵横比大且吸收谱与MQWs的PL谱交叠大的Ag纳米粒子能够更好地增强InGaN/Ga N MQWs的发光。     

不同厚度CdSe阱层的表面上自组织CdSe量子点的发光性质

利用变温和变激发功率分别研究了不同厚度CdSe阱层的自组织CdSe量子点的发光。稳态变温光谱表明:低温下CdSe量子阱有很强的发光,高温猝灭,而其表面上的量子点发光可持续到室温,原因归结于量子点的三维量子尺寸限制效应;变激发功率光谱表明:量子点激子发光是典型的自由激子发光,且在功率增加时。宽阱层表面上的CdSe量子点有明显的带填充效应。通过比较不同CdSe阱层厚度的样品的发光,发现其表面上量子点的发光差异较大,这可以归结为阱层厚度不同导致应变弛豫的程度不同,直接决定了所形成量子点的大小与空间分布^[1]。     

双模自组织量子点光致发光的温度依赖性

采用稳态速率方程模型,对双模自组织量子点光致发光的温度依赖性进行了研究,模拟获得了不同温度下双模自组织量子点的光致发光光谱,并进一步研究了两组量子点分布的光致发光强度比的温度依赖性。研究表明:在低温下(<75K),两组量子点分布的发光强度比基本保持不变;随着温度的升高(75K相似文献