纳米硅粒子的表面氧化及其光致发光特性

采用射频等离子体增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅粒子,并对其溶液发光的稳态和瞬态特性进行了研究.稳态光致发光结果显示,新制备的纳米硅粉体表现为峰值位于440 nm附近的蓝色发光,经长时间氧化后,该波段发光强度显著增强,并且出现另一峰值位于750 nm附近的红色发光带.不同波长激发和时间分辨光致发光谱的分析表明,纳米硅...     

SiC纳米晶须的光致发光研究

纳米碳化硅晶须作为一维半导体,其光学性质一直受到关注。研究结果显示,在Ar^ 激光（514．5nm)激发下,纳米碳化硅晶须室温下发出极其强烈的红光,这种发光导致喇曼光散射消失,瑞利弹性散射极度减弱,由于低维半导体的体表面大,对称平移受到一定程度的破坏,应该产生大量的缺陷,其发光也应该是表面发光或缺陷发光,但分析表明这可能是低维半导体碳化硅室温下首次发现的极其稳定的强束缚激子或表面发光现象。对其发光机制给予讨论。并且探讨了合适条件下出现喇曼受激辐射,初步认为喇曼散射截面的增大会促进喇曼受激辐射的产生。     

六角星形MoSe_2双层纳米片的制备及其光致发光性能

采用化学气相沉积法,以三氧化钼作为钼源,硒粉作为硒源,在H_2/Ar气氛下生长出硒化钼纳米片.扫描电镜、X射线衍射表征结果表明,MoSe_2产物呈六角星状,横向尺寸约10μm,具有很好的晶体质量和结构.拉曼光谱表征其结构,确定其为双层纳米片.研究表明,高温反应时间对双层纳米片的生长具有重要的影响.通过对双层纳米片的生长机理的探究,推测其经历了3个生长过程:在高温下,Mo源和Se源被气化成气态分子并发生硒化反应形成晶核;晶核呈三角形外延生长;当反应时间持续增加,在空间位阻效应的影响下,晶体以中心原子岛为核,外延耦合生长出第二层三角形,最终形成六角星状双层纳米片.光致发光光谱结果表明,六角星状MoSe_2双层纳米片在1.53 eV处具有直接带隙和1.78 eV处具有间接带隙,其较宽范围的激发光谱响应预测其在光电探测器件领域具有潜在的应用前景.     

ZnO纳米花的制备及其性能

利用化学气相沉积法, 在铜箔上成功制备出形似自然界中刺球花的ZnO纳米花结构. 实验进一步研究了氧气和氩气流量比例分别为1:150, 1:200, 1:250和1:400时对ZnO纳米花结构和性能的影响. 结果表明, ZnO纳米花上的ZnO纳米棒的长径比随氧气氛的减少而减小; 在氧气和氩气流量比例为1:250时制备出的ZnO纳米花尺寸均匀、形貌均一、花型结构最完美. ZnO 纳米花的室温光致发光谱表明, 随着氧气氛的减少, 可见区域的发光从一个波包变成一个宽峰, 且与锌空位相关的缺陷发光峰在减弱, 与氧空位相关的缺陷发光峰在增强. 基于实验结果, 提出了一种在铜箔上制备ZnO纳米花结构的生长模型.     

惰性气体对HFCVD沉积金刚石气相基团的影响

发射光谱法是对等离子进行在线诊断的常用方法。在丙酮/H2、丙酮/H2/He和丙酮/H2/Ar三种体系中,对热丝化学气相沉积金刚石薄膜过程中的等离子体进行了在线测量。研究了不同体积分数的惰性气体对等离子体中各活性基团强度的影响,以及CH,H与C2的相对强度的比值、电子温度的大小随惰性气体体积分数的变化关系。结果表明,各基团的强度随着惰性气体体积分数的增加呈现上升趋势,且加入同体积分数的氩气比加入氦气的影响更大;CH,H与C2的相对强度比值、电子温度随着惰性气体体积分数的增加而呈现下降趋势,且在丙酮/H2/Ar体系中要比丙酮/H2/He体系中小。     

大面积均匀纳米金刚石薄膜制备研究

报道了一种利用偏压恒流等离子辅助热丝化学气相沉积城硅基板上制备大面积均匀纳米金刚石薄膜的新工艺，在不同沉积条件下研究了纳米金刚石薄膜的成核和生长过程，并通过扫描电镜、拉曼光谱和表面粗糙度测试仪观察了纳米金刚石薄膜的结构特征。最后成功制备了直径100mm、平均晶粒尺寸10nm的光滑纳米金刚石薄膜。     

用等离子体增强化学汽相沉积方法制备纳米晶粒硅薄膜光致发光

报道用高氢稀释硅烷为反应气源，用等高子体增强化学汽相沉积（ＰＥＣＶＤ）方法淀积的含有纳米晶粒硅薄膜，未经任何后处理过程，在室温下观察到可见光致发光。将此光发射归因于纳米硅晶粒中的光生载流子在量子尺寸效应下所产生的光子能量高于硅单晶本体能隙，还对发光具有重要影响的一些淀积参数进行了研究。 关键词：     

脉冲激光退火纳米碳化硅的光致发光

采用XeCl准分子脉冲激光退火技术制备了纳米晶态碳化硅薄膜(nc-SiC),并对薄膜的光致发光(PL)特性进行了分析。结果表明,纳米SiC薄膜的光致发光表现为300～600 nm范围内的较宽发光谱带,随退火激光能量密度的增加,nc-SiC薄膜398 nm附近的发光峰相对强度增加,而470 nm附近发光峰相对减小。根据nc-SiC薄膜的结构特性变化, 认为这两个发光峰分别来源于6H-SiC导带到价带间的复合发光和缺陷态发光,并且这两种发光过程存在竞争。     

纳米MEH-PPV阵列的光致发光

以多孔氧化铝为模板,将可溶性发光聚合物聚（2-甲氧基-5-（2’-乙基己氧基）-1,4-对苯乙炔）（MEH-PPV）镶嵌在纳米孔中,制备出高发光效率的纳米发光聚合物阵列,其光学特性与MEH-PPV薄膜显著不同。纳米孔内的MEH-PPV分子链形成链束,链束中的分子链数目依赖于制备纳米MEH-PPV阵列所用溶液的浓度。相对于稀溶液,在由浓溶液制备的纳米MEH-PPV阵列中,MEH—PPV链束的分子链数目较多,链间作用使MEH-PPV的能带展宽,能隙减小,因而浓溶液获得的纳米MEH—PPV阵列的光致发光峰红移。热处理纳米MEH-PPV阵列的PL谱表明,纳米孔内的聚合物分子链的弛豫运动受到限制。     

不同气氛下SiOx纳米线的制备及形貌、红外、光致发光研究

以N2/H2、N2或NH3为载气,利用碳辅助化学气相沉积法,常压1140℃下在石英衬底上制备了大量直径为20-300 nm,长数百微米的非晶SiOx纳米线.制备得到的纳米线具有高度定向生长的特性.利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜及电子能谱对SiOx纳米线的形貌及组分进行了分析,Si与O原子之比为1∶1.8.傅里叶红外吸收谱显示了非晶氧化硅的三个特征峰(482,806和1095 cm-1)及1132 cm-1无序氧化硅结构的强吸收峰.SiOx纳米线光致发光光谱(PL)在440 nm(2.83 eV)处具有较强的荧光峰;N2为载气生长的SiOx纳米线的PL峰强比NH3为载气生长的SiOx纳米线峰强大四个数量级.     

用MEVVA低能离子注入制备表层SiC/Si异质结构及其室温的光致发光特性

利用金属蒸汽真空弧离子源（MEVVA）进行离子束合成,制备了过剂量C^＋离子注入到单晶硅衬底的样品。然后利用热退火,在表层制备了连续8-SiC层,形成表层SiC／Si的异质结构。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对其成键特征和微结构进行了分析,通过光电子能谱分析（XPS）和原子力显微镜（AFM）分析了样品的成分分布及其表面形貌。最后对其室温下的光致发光特性随热退火的时间和温度的变化进行了研究。结果表明：光致发光谱（PL）表现出430,560nm两个发光峰,分别对应于纳米碳化硅和块状立方碳化硅发光的特征峰。我们认为小颗粒的晶化碳化硅的尺寸及其相对比例对PL发光峰位和强度有较大的影响,用纳米晶粒量子效应（NSUQC）理论和表面态理论对发光现象及其变化规律进行了初步的解释。     

HFCVD法制备纳米晶体碳化硅薄膜中氢流量对晶粒尺寸的影响

以甲烷、硅烷和氢气为反应气体,采用热丝化学气相沉积（HFCVD）法在单晶硅衬底上沉积纳米晶体碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜（SEM）分别对SiC薄膜的晶体结构和表面形貌进行分析.实验发现氢气流量对碳化硅薄膜晶粒尺寸有很大影响,当氢气流量从10SCCM变化到300SCCM时,薄膜晶粒的平均尺寸将由较大的400 nm左右减小到40 nm左右.     

HFCVD法制备纳米晶体碳化硅薄膜中氢流量对晶粒尺寸的影响

以甲烷、硅烷和氢气为反应气体,采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在单晶硅衬底上沉积纳米晶体碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对SiC薄膜的晶体结构和表面形貌进行分析.实验发现氢气流量对碳化硅薄膜晶粒尺寸有很大影响,当氢气流量从10SCCM变化到300SCCM时,薄膜晶粒的平均尺寸将由较大的400 nm左右减小到40 nm左右.     

CVD两步法生长ZnO薄膜及其光致发光特性

用CVD两步法在常压下于p型Si(100)衬底上沉积出具有较好择优取向的多晶ZnO薄膜。在325nm波长的光激发下,室温下可观察到显著的紫外光发射(峰值波长381nm)。高温退火后氧空位缺陷浓度增加,出现了一个450~600nm的绿光发光带,发光峰值在510nm。作为比较,用一步法生长的ZnO薄膜结晶质量稍差。在其PL谱中不仅有峰值波长389nm的紫外发射而且还出现了一个很强的蓝光发光中心(峰值波长437nm),退火后同样产生绿光发光带。对这两种绿光发光带的发光机制进行了研究,认为前者源于VO,而后者与O_Zn有密切的关系。     

高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性

采用射频磁控溅射方法制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,研究了退火处理对高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构演化和光致发光(PL)特性的影响。X射线衍射分析结果表明:Er/Yb掺杂导致ZnO薄膜的晶粒细化及择优取向性消失,ZnO晶粒随退火温度的增加而逐渐长大。900℃退火时,出现Er3 、Yb3 偏析,退火温度高于1000℃时,薄膜与基体间发生了界面反应,1200℃时,ZnO完全转变为Zn2SiO4相。光致发光测量结果表明:高于900℃退火处理后,Er/Yb共掺ZnO薄膜在1540 nm附近具有明显的光致发光,发光强度在退火温度为1050℃时达到最大值;光致发光光谱呈现典型的晶体基质中Er3 离子发光光谱所具有的明锐多峰结构特征。此外,探讨了薄膜结构演化及其对光致发光光谱的影响。     

Si衬底上生长的GaAs薄膜中深中心发光的温度效应

测量了Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ薄膜中与深中心有关的发光带的变温光谱，研究了０．７８ｅＶ、０．８４ｅＶ和０．９３ｅＶ发光带的峰值位置和发光强度随着温度的变化关系，发现它们的发光强度随温度的变化服从描述非晶半导体中局域态发光的公式。最后讨论了这些发光带的来源。     

激光分子束外延方法生长的ZnO薄膜的发光特性

研究了不同温度和不同光激发强度下激光分子束外延方法生长的ZnO薄膜样品的发光性能,发现YAG脉冲激光激发,强度超过一定值时会在长波方向上出现一个新的发光峰,此峰可能起源于电子-空穴的复合。室温下氙灯激发的光谱中可以看到峰值位于381nm的近带边紫外发射峰和位于450nm的强的蓝绿带发射,根据光致发光激发光谱的特征给出了一个简单的蓝光发射模型。对比YAG脉冲激光激发和氙灯激发得到的实验光谱,我们认为不同的光谱特征和样品发光的激发机制有关,紫外峰发射需激发强度超过一定值才能观察到,而蓝带发射则在一定的激发强度下迅速饱和。     

射频磁控溅射法制备的Eu掺杂ZnO薄膜的结构及其发光性质

用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了ZnO:Eu3+薄膜,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪测试了薄膜结构、形貌以及发光性能,重点考察了溅射功率和退火工艺对其组织结构和发光性能的影响.结果表明:样品均呈现ZnO的六角纤锌矿结构,增大溅射功率有利于形成ZnO的c轴择优取向;增大溅射功率以及高温退火会使晶粒尺寸增大...     

RF溅射钕掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜。应用XRD分析了ZnO:Nd薄膜的晶格结构,通过AFM观察了ZnO:Nd薄膜的表面形貌。结果表明,Nd掺入了ZnO晶格中,由于Nd原子半径大于Zn原子半径,Nd以替位原子的形式存在于ZnO晶格中。ZnO:Nd薄膜为纳米多晶薄膜,表面形貌粗糙。ZnO:Nd薄膜的室温光致发光谱表明,相同条件下制备的未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜都出现了395nm的强紫光带和495nm的弱绿光带。我们认为,紫光发射峰窄而锐且强度远大于绿光峰,源于薄膜中激子复合;绿光峰强度较弱,源于薄膜中的氧空位(VO)及氧反位锌缺陷(OZn)。Nd掺杂没有影响ZnO:Nd薄膜的PL谱的发射峰的峰位。由于Nd3 离子电荷数与Zn2 离子电荷数不相等,为了保持ZnO薄膜的电中性,间隙锌(VZn)可以作为Nd替位补偿性的受主杂质而存在,影响ZnO薄膜的激子浓度。同时,Nd掺入使ZnO的晶格畸变缺陷浓度改变增强,因而发射峰的强度随Nd掺杂浓度不同而变化。     

MOCVD外延Hg1-xCdxTe/Cd1-yZnyTe薄膜的光致发光

利用Raman显微镜系统对两块用MOCVD方法在Cd_0.96Zn_0.04Te衬底上生长的Hg_0.8Cd_0.2Te外延薄膜样品在光谱范围50～5000cm^-1进行了测量,在其中的一块样品上首次发现了143eV至193eV范围内出现的具有周期结构的光致发光峰,该发光峰对应的能带中心位于Hg_0.8Cd_0.2Te外延层导带底上方173eV,在另外一块外延薄膜样品中仅观察到四个Raman散射峰,没有周期结构的发光峰。为了分析上述光致发光的起因,对两块样品进行了X射线的双晶回摆曲线样品结构分析,得出样品在143eV至193eV范围的光致发光峰是由于改进MOCVD生长工艺提高了样品的结构质量所致,通过分析指出该光致发光峰是来源于Hg_0.8Cd_0.2Te外延层中的阴性离子空位的共振能级。