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     

微量Mg掺杂ZnO薄膜的光致发光光谱和带隙变化机理研究

利用射频磁控溅射(RF-MS)法在450℃玻璃基底上制备了Mg掺杂量分别为0.81at%,2.43at%和4.05at%的ZnO薄膜,对其微观结构、室温光致发光光谱(PL)、光学和电学性质进行了研究.结果发现,微量Mg掺杂ZnO薄膜晶体具有六方纤锌矿结构并保持高结晶质量;掺杂0.81at%和2.43at%Mg的ZnO薄膜室温PL谱中近带边发射(NBE)峰的短波方向出现了高能发射带与NBE峰同时存在;随着Mg掺杂量增加至4.05at%,这个高能发射带逐步将NBE峰掩盖.推测在Mg掺杂ZnO薄膜中,Mg2+替代Zn2+附近核外电子的能量增大并产生了一个高能级.而未被Mg2+替代的Zn2+周围的核外电子能量状态不变,带间能级依然存在,随着Mg掺杂量的增加处于高能级的电子数目逐步增加并占绝对优势.因此,ZnO薄膜随着Mg掺杂量增加薄膜禁带宽度增大,这是由于Mg掺杂后周围电子能量增大与Burstein-Moss效应共同作用的结果.另外,薄膜在可见光区域的平均透射率均大于85%,随着Mg掺杂量的增加,薄膜禁带宽度增大并在3.36—3.52eV内变化;Mg掺杂量为0.81at%,2.43at%和4.05at%时,薄膜电阻率分别为2.2×10-3,3.4×10-3和8.1×10-3Ω.cm.     

纳米TiO_2薄膜的拉曼光谱

本文测量了纳米TiO2 薄膜的Raman散射谱 ,并用B1g模计算了不同厚度的纳米TiO2薄膜的粒度。结果表明 ,随着膜厚的增加 ,粒度也在增加 ,膜厚达到一定程度后 ,粒度的增加量减少     

基于离子注入技术的ZnMnO半导体材料的制备及光谱表征

通过离子注入技术制备了ZnMnO半导体材料，研究离子注入剂量与退火对材料光谱性质的影 响.Raman光谱研究发现，575cm^-1处声子模展宽是由高剂量Mn注入引起的缺陷所 致，退火样品528cm^-1振动模来自Mn相关的杂质振动.室温光致发光谱表明，退 火对高剂量注入样品的可见发光带有增强作用. 关键词： ZnMnO 离子注入 Raman光谱 室温光致发光     

不同晶向SrTiO3上外延GaAs薄膜的光谱研究

利用MBE生长技术,成功地在不同晶向SrTiO3(100)(111)(110)衬底上生长了GaAs薄膜,利用显微Raman和荧光光谱（PL）对此进行了研究。实验结果表明,在不同晶向SrTiO3上生长的GaAs薄膜有不同的晶向和应力状态。荧光光谱（PL）研究表明在SrTiO3(100)(111)晶面上生长的GaAs薄膜的PL峰发生明显的蓝移。研究表明在SrTiO3(110)面上生长的GaAs薄膜和体单晶基本上一致,有更好的光学质量。     

ZnO单晶的微区光致发光特性研究

ZnO单晶材料以其优良的综合性能在光电子器件方面掀起了研究热潮,因此对ZnO单晶的研究具有重要的理论和实践意义。采用激光辐照的方式,对ZnO单晶进行了光致发光(photoluminescence, PL)光谱实验,分析研究了ZnO单晶在不同温度(低温)和不同激光能量强度照射下其光致发光特性。研究结果表明,ZnO单晶内存在少量杂质及表面氧缺陷,这些结构对其发光特性有一定的影响;在低温条件下,ZnO单晶具有良好的发光特性,且随着温度的提高,发光光谱峰的位置会向长波长方向移动,但强度会减小;当激光光源的强度增大,ZnO单晶的PL发射光谱的强度也会随之增大,且峰的位置和相对强度不变。结合拉曼(Raman)光谱实验,从分子及原子振动、转动类型验证了纤锌矿ZnO单晶的六方晶系结构;配合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)技术,得出ZnO单晶良好的结晶特性以及晶轴取向。     

MOCVD生长的GaN和GaN:Mg薄膜的拉曼散射

通过显微拉曼散射对用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在Al2O3衬底上生长的六方相CaN和掺Mg的P型GaN薄膜进行了研究。在两个样品的拉曼散射谱中同时观察到位于640,660cm^-1附近的两个峰。640cm^-1的峰归因于布里渊区边界(L点)最高声学声子的二倍频,而660cm^-1的峰为布里渊区边界的光学声子支或缺陷诱导的局域振动模。掺Mg的GaN在该处的峰型变宽是Mg诱导的缺陷引起的加宽或Mg的局域模与上述两峰叠加的结果。在掺Mg的样品中还观察到276,376cm^-1几个局域模并给予了解释。同时掺Mg的GaN中出现了应力弛豫的现象,掺Mg引起的失配位错和电子-声子相互作用都有可能对E2模的频率产生影响。     

纳米硅薄膜的光致发光特性

用等离子体增强化学汽相淀积法系统制备了发光纳米硅(nc-Si∶H)薄膜.讨论了晶粒尺寸和表面结构对光致发光(PL)谱的影响.用量子限制-发光中心模型解释了nc-Si∶H的PL.研究了PL谱的温度特性.温度从10K上升到250K，PL峰值红移了54meV，且PL强度衰减了两个数量级. 关键词：     

射频等离子体辅助MBE生长GaN及Mg掺杂的光致发光

采用射频等离子体辅助分子束外延(RF plasma-assisted MBE)系统生长非故意掺杂GaN和p型GaN,并且通过室温和低温光致发光(PL)谱测试研究了材料的发光特性及与杂质态的关系,对于GaN外延层出现的黄带发光进行分析。结果表明,富Ga条件下生长的GaN材料特性要优于富N生长的材料;非故意掺杂的富Ga样品中出现的黄带发光(YL)与GaN中生成能最低的氮空位(V_N)缺陷有关;不同的Mg掺杂浓度对样品的PL特性有较大的影响;结合Hall效应测量结果,认为在Mg重掺杂的样品中出现的黄带发光,与GaN的自补偿效应以及重掺杂导致的晶体质量下降有关。     

掺铒GaN薄膜的背散射/沟道分析和光致发光研究

采用背散射（RBS）/沟道（channeling）分析和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究了掺铒G aN薄膜的晶体结构和光致发光（PL）特性.背散射/沟道分析结果表明：随退火温度的升高， 薄膜中辐照损伤减少；但当退火温度达到1000℃，薄膜中的缺陷又明显增加.Er浓度随注入 深度呈现高斯分布.通过沿GaN的<0001>轴方向的沟道分析，对于900℃，30min退火的GaN:Er 样品，Er在晶格中的替位率约76％.光谱研究表明：随退火温度的升高，室温下样品的红外P L峰强度增加；但是当退火温度达到100 关键词： GaN Er 离子束分析 光致发光     

Effects of ion implantation on yellow luminescence in unintentional doped n-type GaN

The effects of Si, O, C and N ion implantation with different implantation doses on yellow luminescence (YL) of GaN have been investigated. The as-grown GaN samples used in the work were of unintentional doped n-type, and the photoluminescence (PL) spectra of samples had strong YL. The experimental results showed that YL of ion implanted samples exhibited marked reductions compared to samples with no implantation, while the near band edge (NBE) emissions were reduced to a lesser extent. The deep-level centers associated with YL may be produced in GaN films by O and C ion implantation, and identities of these deep-level centers were analyzed. It was also found that the dose dependence of YL was analogous with the one of the intensity ratios of YL to the near band edge (NBE) emission (I _YL /I _NBE ) for ion implanted samples. The possible reason for this comparability has been proposed.      

Experimental study of the Raman strain rosette based on the carbon nanotube strain sensor

This work presents a new technique named Raman strain rosette for the micro‐strain measurement of both Raman active and Raman inactive materials. The technique is based on the theoretical model of the carbon nanotube (CNT) strain sensor that applies the resonance and polarization Raman properties of CNTs and calculates the synthetic contributions of uniformly dispersed CNTs to the entire Raman spectrum. In our work, the proposed technique is applied in different experiments on the Raman inactive materials, such as step‐by‐step uniaxial tensile and Raman mapping around a circular hole. The experimental results reached by the Raman strain rosette are consistent with the actual values as a whole. This study verifies that the Raman strain rosette is applicable to quantitative measurement of all the in‐plane components of the strain tensor (including both normal and shear strains) by three polarized Raman detections for each sampling spot on a microscale. The technique is further applicable to achieving the strain fields through Raman mapping. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

LP-MOCVD异质外延ZnO薄膜中的应力及对缺陷的影响

利用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)在Si基片上外延生长ZnO薄膜，制备了两类样品 ：一类是在Si上直接外延ZnO，另一类是在Si上通过SiC过渡层来外延ZnO.根据两类样品的拉 曼光谱、x射线衍射、原子力显微图和光致发光的结果，表明ZnO外延薄膜中的张应力对薄膜 的结晶状况有着重要的影响，使用SiC过渡层能够有效缓解ZnO薄膜中的张应力，减小缺陷浓 度，提高ZnO外延层的质量；然后根据缺陷的形成机制进一步提出，对于ZnO/Si，其中较大 的张应力导致了高浓度的非辐射复合缺陷的形成，使得样品的紫外和绿峰的发射强度均大大 降低；对于ZnO/SiC/Si，其中较小的张应力导致ZnO薄膜中主要形成氧替位缺陷O_{Zn，从而使发光中的绿峰增强. 关键词： ZnO薄膜 应力 缺陷 拉曼光谱}     

掺Yb硼硅酸盐玻璃的光学特性及其双光子合作上转换荧光

采用高温固相反应方法制备了不同掺Yb浓度的硼硅酸盐玻璃．通过室温吸收光谱、光致荧光光谱及Raman光谱的测量，系统地研究了掺Yb激光玻璃近红外的光致荧光特性．给出了硼硅酸盐玻璃中的Yb^3＋的吸收和发射截面，计算了Yb^3＋-^2F5/2能级的自发辐射寿命，并对Yb离子对的团簇上转换荧光进行了测量和分析，给出了Yb离子团簇上转换荧光光子能量与红外荧光光子能量以及声子振动能量的关系．     

SiC衬底上外延GaN:Mg材料特性研究

利用扫描电子显微镜、拉曼散射光谱和光致发光谱对在SiC衬底上采用MOCVD异质外延的GaN:Mg薄膜特性进行研究发现：除了一部分Mg原子替代Ga原子呈现受主性外，大部分Mg原子以间隙原子状态（Mg_i）存在，并且在缺陷或者位错处大量聚集引起薄膜张力应力减小，薄膜在降温过程中由于应力不均匀会在部分区域内出现大量的裂纹；Mg的掺杂会加剧GaN无序化程度，致使薄膜质量变差；而室温下的PL谱测量表明蓝带发光由DAP（深施主—浅受主）复合引起，其中D为Mg_GaV_{N 关键词： GaN∶Mg 异质外延 扫描电子显微镜 拉曼散射 光致发光谱}     

初始化生长条件对a-GaN中应变的影响

利用高分辨X射线衍射(HRXRD)与拉曼散射光谱(Raman scattering spectra)研究了氮化处理与低温AlN缓冲层对低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)在r面蓝宝石衬底上外延的a面GaN薄膜中的残余应变的影响。实验结果表明:与氮化处理后生长的a-GaN相比,使用低温AlN缓冲层后生长的a-GaN具有较小的摇摆曲线的半高宽和较低的残余应变,而且其结构各向异性和残余应变各向异性也均有一定程度的降低。因此,与氮化处理相比,低温AlN缓冲层更有利于a-GaN的生长。     

GaN直纳米线的光学性能

对 Ga N直纳米线的拉曼光谱及光致发光光谱进行了研究。拉曼光谱表明 ,与计算值相比 ,E2 ( high)声子频率在 560 cm- 1有 -9cm- 1的移动 ,这种声子频率显示出向低能带频移及带变宽的特征 ,是由于纳米尺寸效应所引起的结果。体系的光致发光光谱在 3 44 .8nm附近的近带隙发光 ,与文献报道的 Ga N体材料的数值3 65nm相比有一蓝移 ,这是由于量子限制效应造成的     

发射可见光多孔硅的拉曼光谱

本文报导了多孔硅的拉曼散射和光致发光的研究。给出了多孔硅的拉曼和光致发光谱之间的对应关系,根据拉曼峰的移动,估算了多孔硅量子线横截面的平均尺度为2.1～4.2nm。