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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
在真空或惰性气体中制备的硅量子点发光很弱,硅量子点表面被氢较好钝化后的发光也不强.硅量子点表面的硅氧键或硅氮键能破坏这种钝化并在带隙中形成局域电子态,在局域电子态对应的激活中心有很强的发光.可以用这种方式构建发光物质,控制硅量子点表面的键合可获得不同波长的发光.在硅量子点的发光激活处理过程中,退火是很重要的环节.对于硅量子点发光激活的机理,本文给出了相应的物理模型.实验证明,在600和700 nm波长附近观察到了激活硅量子点的受激发光,在1500 nm到1600 nm波长范围观察到了激活硅量子点的较强发光.  相似文献   

2.
多孔硅量子点中的电子局域态   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
经过激光辐照和高温退火加工能够生成多孔硅样品,在650—780 nm处检测到很强的光致荧光(PL)峰,并且有明显的钉扎和增强效应.实验表明,这种PL发光的强度与样品受辐照和退火的时间短密切相关.通过第一性原理模拟计算发现,样品表面用SiO 双键和Si—O—Si桥键钝化,能隙中会出现电子局域态.激光辐照和高温退火的时间长短决定了样品表面SiO双键和Si—O—Si桥键的密度,而该密度正是影响多孔硅量子点中电子局域态生成的关键. 关键词: 多孔硅量子点 硅氧钝化键 电子局域态  相似文献   

3.
多孔硅的微结构与发光特性研究   总被引:4,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
利用原子力显微镜(AFM)和光致荧光(PL)光谱对一系列直流腐蚀和脉冲腐蚀的多孔硅的微结构及发光特性进行了对比研究.表面和侧面的AFM结果表明,多孔硅表面呈“小山”状,有许多小的、突出的硅颗粒.在相同的腐蚀条件(等效)下,脉冲腐蚀的样品表面Si颗粒更加尖锐、突出,侧面的线状结构更明显,多孔硅层更厚.对应的PL谱,脉冲腐蚀的样品发光更强.量子限制效应的理论可以比较成功地解释这个结果 关键词:  相似文献   

4.
量子点或纳米材料发光现象—界面极化子和多孔硅发光   总被引:1,自引:0,他引:1  
邹炳锁  解思深 《物理》2001,30(3):154-160
量子点中的极化子效应是当前量子点研究中的重要问题,其特征急需了解,文章在综述了量子点中限域极化子的概念、可能性和能量随尺寸的变化规律之后,提出了界面限域极化子模型,该模型首次指明本征声子和外来声子都地界面限域分子化的形成有贡献,作者利用此模型分析了多孔硅体系中的光谱特征,证实了表面覆有氧化层的纳米硅的行为十分符合量子限域极化子的特征,这一极化子模型与单个纳米硅结构的发光谱十分一致,此结果对最终揭示多孔硅发光机理有重要意义。  相似文献   

5.
硅量子点的弯曲表面引起系统的对称性破缺, 致使某些表面键合在能带的带隙中形成局域电子态.计算结果表明:硅量子点的表面曲率不同形成的表面键合结合能和电子态分布明显不同. 例如, Si–O–Si桥键在曲率较大的表面键合能够在带隙中形成局域能级, 而在硅量子点曲率较小的近平台表面上键合不会形成任何局域态, 但此时的键合结合能较低. 用弯曲表面效应(CS)可以解释较小硅量子点的光致荧光光谱的红移现象. CS效应揭示了纳米物理中又一奇妙的特性. 实验证实, CS效应在带隙中形成的局域能级可以激活硅量子点发光. 关键词: 硅量子点 弯曲表面效应 表面键合 局域能级  相似文献   

6.
多孔硅发光机理的新探索   总被引:4,自引:0,他引:4  
俞鸣人  王迅 《物理》1995,24(4):212-217,232
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。  相似文献   

7.
硅锗量子阱发光器件的探索   总被引:1,自引:0,他引:1  
王迅  杨宇 《物理》1994,23(11):658-663
介绍了提高硅发光效率的一些途径,关阐述硅锗合金的发光的基础上,分析了硅锗量子阱的光致发光机理及特性,并介绍了硅锗量子阱电致发光研究的进展。  相似文献   

8.
纳米硅薄膜的量子特征及其应用前景   总被引:3,自引:0,他引:3  
刘宏  何宇亮 《物理》1999,28(12):724-729
文章通过对纳米硅薄膜结构组分的研究,从实验和理论上共同探讨了其低维量子特征,并由此提出其电输运机制及其可见发光机理。最后,综合纳米硅薄膜的各种新颖物性,展望了其在纳米电子学和MEMS(微机电系统)领域内的应用前景。  相似文献   

9.
吴克跃  黄伟其  许丽 《发光学报》2007,28(4):585-588
用激光照射辅助电化学刻蚀硅锗合金样品能够形成多种低维纳米结构。在硅锗合金上形成的多孔状结构在波长为725 nm处有很强的光致发光(PL)峰,PL的增强效应不能单独用量子受限模型来解释。我们提出新的模型来解释这种低维纳米结构的PL增强效应。  相似文献   

10.
用透射电子显微镜观察了Si(113)衬底上由固态源分子束外延生长的自组织量子点的形貌,测量了其原生及退火后低温下的光荧光谱.对所得结果进行了分析. 关键词:  相似文献   

11.
The emission of silicon quantum dots is weak when their surface is passivated well. Oxygen or nitrogen on the surface of silicon quantum dots can break the passivation to form localized electronic states in the band gap to generate active centers where stronger emission occurs. From this point of view, we can build up radiative matter for emission. Emissions of various wavelengths can be obtained by controlling the surface bonds of silicon quantum dots. Our experimental results demonstrate that annealing is important in the treatment of the activation, and stimulated emissions at about 600 and 700 nm take place on active silicon quantum dots.  相似文献   

12.
经激光辐照和高温退火后能够在硅基上生成氧化多孔硅结构。用514 nm的激光泵浦,观测到该多孔硅的受激辐射。当激励强度超过阈值时,在650~750 nm区域有很强的受激发光峰。这些受激发光峰的半高宽小于0.5 nm。激光辐照和高温退火后,在样品上能形成某些特殊的氧化结构。在傅里叶红外光谱分析中,显示有硅氧双键或硅氧桥键在硅表面形成。计算结果表明:当硅氧双键或硅氧桥键形成时,电子的陷阱态出现在纳晶硅的带隙中。价带顶和陷阱态之间的粒子数反转是解释这种受激辐射的关键。  相似文献   

13.
 经激光辐照和高温退火后能够在硅基上生成氧化多孔硅结构。用514 nm的激光泵浦,观测到该多孔硅的受激辐射。当激励强度超过阈值时,在650~750 nm区域有很强的受激发光峰。这些受激发光峰的半高宽小于0.5 nm。激光辐照和高温退火后,在样品上能形成某些特殊的氧化结构。在傅里叶红外光谱分析中,显示有硅氧双键或硅氧桥键在硅表面形成。计算结果表明:当硅氧双键或硅氧桥键形成时,电子的陷阱态出现在纳晶硅的带隙中。价带顶和陷阱态之间的粒子数反转是解释这种受激辐射的关键。  相似文献   

14.
We present effective mass, single-particle calculations of the electronic structure of n- and p-type silicon quantum dots. The structures investigated approximate silicon quantum dots fabricated on 〈 001〉-oriented SIMOX wafers. The effects of possible built-in strain are investigated in the framework of deformation potential induced splitting of the six degenerate conduction band valleys and the splitting of the degeneracy at the top of the bulk valence band. We present the energy levels and their degeneracies as functions of the dimensions of simple tetragonal model quantum dots. Our results are relevant for silicon quantum dots that are sufficiently small such as to lead to a predominance of the confinement energy over the Coulomb energy.  相似文献   

15.
We report on the transport properties of novel Si quantum dot structures with controllable electron number through both top and side gates. Quantum dots were fabricated by a split-gate technique within a standard MOSFET process. Four-terminal dc electrical measurements were performed at 4.2 K in a liquid helium cryostat. Strong oscillations in the conductance through the dot are observed as a function of both the top gate bias and of the plunger bias. An overall monotonic and quasi-periodic movement of the peak conductance is observed which is believed to be associated with the bare level structure of the electronic states in the dot coupled with the Coulomb charging energy. Crossing behavior is observed as well, suggestive of either many-body effects or symmetry breaking of the dot states by the applied bias.  相似文献   

16.
廖武刚  曾祥斌  国知  曹陈晨  马昆鹏  郑雅娟 《物理学报》2013,62(12):126801-126801
采用等离子体增强化学气相沉积法, 以NH3与SiH4为反应气体, n型单晶硅为衬底, 低温(220 ℃)沉积了富硅氮化硅(SiNx)薄膜. 在N2氛围中, 于500–1100 ℃ 范围内对样品进行了热退火处理. 采用Raman 光谱技术分析了薄膜内硅量子点的结晶情况, 结果表明, 当退火温度低于950 ℃时, 样品的晶化率低于18%, 而当退火温度升为1100 ℃, 晶化率增加至53%, 说明大部分硅量子点都由非晶态转变为晶态. 实验通过Fourier 变换红外吸收(FTIR)光谱检测了样品中各键的键合结构演变, 发现Si–N键和Si–H键随退火温度升高向高波数方向移动, 说明了薄膜内近化学计量比的氮化硅逐渐形成. 实验还通过光致发光(PL)光谱分析了各样品的发光特性, 发现各样品中均有5个发光峰, 讨论了它们的发光来源, 结合Raman光谱与FTIR光谱表明波长位于500–560 nm的绿光来源于硅量子点, 其他峰则来源于薄膜内的缺陷态. 研究了硅量子点的分布和尺寸对发光带移动的影响, 并根据PL峰位计算了硅量子点的尺寸, 其大小为1.6–3 nm, 具有良好的限域效应. 这些结果有助于制备尺寸不同的硅量子点和基于硅量子点光电器件的实现. 关键词: 硅量子点 氮化硅薄膜 光致发光 Fourier 变换红外吸收  相似文献   

17.
黄伟其  陈汉琼  苏琴  刘世荣  秦朝建 《中国物理 B》2012,21(6):64209-064209
A new nanolaser concept using silicon quantum dots (QDs) is proposed. The conduction band opened by the quantum confinement effect gives the pumping levels. Localized states in the gap due to some surface bonds on Si QDs can be formed for the activation of emission. An inversion of population can be generated between the localized states and the valence band in a QD fabricated by using a nanosecond pulse laser. Coupling between the active centres formed by localized states and the defect states of the two-dimensional (2D) photonic crystal can be used to select the model in the nanolaser.  相似文献   

18.
Silicon quantum dots fabricated by nanosecond pulsed laser in nitrogen, oxygen or air atmosphere have enhanced photoluminescence (PL) emission with the stimulated emission observed at about 700 nm. It is difficult to distinguish between the photoluminescence peaks emitted from samples prepared in different atmospheres. The reason for the appearance of similar peaks may be the similar distribution of the localised states in the gap for different samples when silicon dangling bonds of quantum dots are passivated by nitrogen or oxygen. It is revealed that both the kind and the density of passivated bonds on quantum dot surface prepared in oxygen or nitrogen have a strong influence on the enhancement of PL emission.  相似文献   

19.
A curviform surface breaks the symmetrical shape of silicon quantum dots on which some bonds can produce localized electronic states in the bandgap. The calculation results show that the bonding energy and electronic states of silicon quantum dots are different on various curved surfaces, for example, a Si-O-Si bridge bond on curved surface provides localized levels in bandgap and its bonding energy is shallower than that on the facet. The red-shifting ofthe photoluminescence spectrum on smaller silicon quantum dots can be explained by the curved surface effect. Experiments demonstrate that silicon quantum dots are activated for emission due to the localized levels provided by the curved surface effect.  相似文献   

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