多孔硅的形成与发光

本文综述了有关多孔硅(Porous Silicon,简称PS)某些新近的研究成果,包括多孔硅的形成、光致发光和电致发光,着重介绍多孔硅的形成和发光过程的量子尺寸效应.     

弹道电子发射显微镜对Au/n-Si(100)界面势垒的探测

用弹道电子发射显微镜对Au/n-Si(100)界面势垒测试,直接得出定点的势垒特性和纳米尺度的界面图象.通过所测的I-(c)-V曲线,可得所测点的肖特基势垒高度及电荷传输特性.界面图象可以显示界面极小范围内势垒的特性. 关键词：     

金刚石/硅(001)异质界面的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法模拟研究了未重构的金刚石/硅(001)面相接触时界面层原子的弛豫过程及所形成的异质界面的结构特征.硅碳二元系统中原子间的相互作用采用Tersoff多体经验势描述.弛豫前沿[110]与[110]方向界面碳硅原子数之比均为3∶2.界面碳硅原子总数之比为9∶4.弛豫后金刚石与硅界面处晶格匹配方式改变为[110]方向基本上以3∶2关系对准,而[110]方向大致以1∶1关系对准.相应地,界面碳硅原子总数之比接近3∶2.界面下方部分第二层硅原子在弛豫过程中向上迁移至界面是引起这种变化的原因,同时该层其他原子及其底下一到两个原子层厚度的区域在[001]方向上出现一定程度的无序化转变倾向.金刚石/硅异质界面处的硅碳原子发生强烈键合,形成平均键长为0.189nm的硅碳键.研究证实,晶格匹配主要呈现界面及其附近硅原子迎合界面碳原子排列的特点. 关键词： 金刚石 硅 异质界面 分子动力学     

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.     

储存初期多孔硅膜龟裂现象的显微观测与分析

用显微镜观察到多孔硅薄膜在空气中储存初期的龟裂现象，揭示了发光畴区周围裂缝的来源，初步了探讨了龟裂现象的成因。．     

激发波长对多孔硅荧光特性的影响

用荧光光谱仪测量了多孔硅样品的任一给定点的荧光特性与激发波长的依赖关系, 发现当激发波长从650 nm变到340 nm时,该点的荧光谱峰位从780 nm连续蓝移到490 nm。用扫描电子显微镜(SEM)对多孔硅的截面进行了分析,结果显示多孔硅具有分形特性,这同作者的计算机模拟结果一致。结合多孔硅样品的激发光谱测量结果,多孔硅的荧光特性随激发波长改变的现象可以归因于多孔硅的分形结构以及量子尺寸效应。     

氧化多孔硅/聚合物复合膜的折射率

用Bruggeman模型理论,分析了氧化多孔硅/聚合物复合膜的等效折射率与多孔硅孔隙率、氧化度和嵌入率的关系.实验研究了嵌入PMMA材料的氧化多孔硅/聚合物膜的等效折射率.证实了在多孔硅中嵌入聚合物可使薄膜的光学参量保持稳定.     

金刚石膜/多孔硅复合材料的性能表征

提出了一种新颖的多孔硅表面钝化技术,即采用微波等离子体辅助的化学气相沉积（MPCVD）方法在多孔硅上沉积金刚石薄膜。采用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光 谱仪和荧光分光度计对多孔硅及金刚石膜的表面形貌、结构和发光特性进行了表征。结果表明采用微波等离子体化学气相沉积法可在多孔硅基片上形成均匀、致密、性能稳定且对可见光具有全透性的金刚石膜。金刚石膜与多孔硅的复合,大大稳定了多孔硅的发光波长和强度,同时增强了多孔硅的机械强度。     

多孔硅表面钝化对其发光性能的影响

报道多孔硅（ＰＳ）的表面钝化对其光致发光（ＰＬ）和电致发光（ＥＬ）的影响,ＰＬ和ＥＬ谱表明,经钝化处理的ＰＳ的ＰＬ和ＥＬ强度明显增强,且发光峰位较大蓝移;存放实验表明,经钝化处理的ＰＳ的ＰＬ和ＥＬ发光强度和发光峰位具较好的稳定性;Ｉ～Ｖ曲线显示,经钝化处理的ＰＳ发光器件具有较低的劝电压,结结果表明：用钝化处理的方法是几ＰＬ和ＥＬ强度和稳定性及改善器件性能的有效途径。     

激发光强度对多孔硅拉曼光谱的影响①

报道了经较强激发光辐照后的多孔硅呈现出的独特拉曼光谱性质,其一阶拉曼峰随着激发光功率的不同而变化。当激发光功率增大时,其峰位逐渐红移,同时峰的宽度变大,这种变化是可逆的。我们讨论了产生该现象可能机制。     

多孔硅的光生伏特效应

多孔硅(PS)的可见光致发光的发现[1],引起人们对PS的光电特性及其在光电器件上应用可能性的广泛探索.已报道用PS制成发出可见光的电致发光器件[2]及高灵敏的光探测器件[3].本文将报道PS层与金属接触,光照时能出现很强的光生伏特效应,利用这一特性有可能制成高效的光电转换器件.     

高温氧化多孔硅的电子束辐照效应

通过高温氧化处理得到的多孔硅,其阴极射线发光谱呈现明显的三峰结构。峰强随电子束辐照时间而下降。对光致发光很弱的样品,电子束辐照后光致发光明显地增强。红外透射谱及Raman谱分析表明样品基本上成为SiO_x.进一步分析指出三峰可能来源于SiO_x中的缺陷中心发光。电子束辐照在SiO_x禁带中引进了一些缺陷能级,通过这些能级使得紫外线可激发样品发光,出现光致发光增强的现象。     

AuPd CATALYTIC NANOPARTICLE SIZE EFFECT ON THE FORMATION OF AMORPHOUS SILICON NANOWIRES

Amorphous silicon (a-Si) nanowires have been prepared on SiO₂/Si substrates by AuPd nanoparticles / silane reaction method. Field-emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy were used to characterize the samples. The typical a-Si nanowires we obtained are of a uniform diameter about 20 nm and length up to several micrometers. The growth mechanism of the nanowires seems to be the vapor-liquid-solid mechanism. The catalytic particle size effect on the formation of the nanowires and the cause of forming amorphous state Si nanowires are discussed.     

沉积粒子能量对薄膜早期生长过程的影响

利用Monte Carlo(MC)模型研究了能量粒子对薄膜生长的初始阶段岛膜的形貌和岛的尺寸的影响,沉积粒子的能量范围为:0—0.7eV.在模型中考虑了原子沉积、吸附原子扩散和蒸发等过程,并详细考虑了临近和次临近原子的影响.结果表明,在所采用的参量范围内不同的基底温度情况下,能量粒子的影响有很大的区别.低基底温度情况下,沉积粒子强烈地影响着薄膜的生长过程中,岛膜的形貌、数量和尺寸随能量粒子的能量增加而有很大的变化.分析表明,这些变化都是由于能量粒子的介入使得表面吸附粒子的扩散能力增强所致 关键词： 薄膜生长 Monte Carlo方法 扩散     

多孔硅实验

本文介绍一个新的物理实验．它可以作为学生了解微电子学与光电子学领域方面的新科技的一个窗口     

光学声子色散关系对多孔硅喇曼谱的影响

测量了多孔硅的喇曼光谱,观察到谱峰有明显的红移和非对称性展宽效应。用微晶模型对此现象进行了解释:认为谱峰的这种变化不完全是由尺寸的空间限制效应和多孔硅的应变造成的,更主要的是多孔硅的色散关系发生了变化。采用不同的色散关系对谱峰进行了拟合,发现色散关系对喇曼谱的拟合有较大的影响。     

多孔硅吸附荧光素钠分子产生荧光增强效应

多孔硅表面吸附荧光素钠分子后,由于其表面的独特性质,使得荧光素钠的荧光得到很大的增强,在这种吸附过程中彼此间存在能量转移过程。文中对荧光素钠增强机理及实验结果进行了详细分析讨论。     

蓝光发射多孔硅RTO过程中的尺寸分离效应

对用水热腐蚀技术制备的、具有蓝光发射的多孔硅样品在快速热氧化(RTO)处理前后其光致发光谱、硅纳米颗粒的大小及尺寸分布变化进行了研究.实验发现,新鲜多孔硅样品经过RTO处理后,其光致发光谱整体蓝移并由单发光峰分裂为两个发光峰;与此对应,样品中的硅纳米颗粒在整体减小的同时出现尺寸分离现象.这一结果表明,多孔硅中的短波长发射也具有强烈的尺寸相关性. 关键词：