γ射线辐照诱导Bi:α-BaB2O4单晶近红外宽带发光的研究

用提拉法技术生长出了掺Bi的α-BaB₂O₄单晶并经过γ射线辐照.测定了样品在室温下的吸收光谱、发射光谱及荧光衰减曲线.在808 nm波长光的激发下,经γ射线辐照后的α-BaB₂O₄单晶中发现了中心波长为1139 nm、半高宽为113 nm的近红外宽带发光现象.讨论了辐照条件和退火处理对Bi离子发光的影响.对于其发光机理进行了初步的探讨. 关键词： 近红外宽带发光 2O₄单晶')" href="#">α-BaB₂O₄单晶 辐照 退火处理     

掺锰氧化锌的结构和光学特性

采用直流反应磁控溅射的方法,在玻璃衬底上沉积了Zn0.93Mn0.07O薄膜,研究了氧分压对薄膜结构和光学特性的影响。X射线衍射测试结果显示,Zn0.93Mn0.07O薄膜都具有高度的c轴择优取向,在氧分压为0.4的时候,薄膜的衍射峰具有最小的半峰全宽,最大的晶粒尺寸。X射线光电子能谱测试结果表明:Mn2 离子已经取代了氧化锌晶格中的部分Zn2 ,但还掺杂有少量的MnO2分子;处在1 021 eV的Zn 2p3/2能级只有单一的Zn2 ;而O2 -则来自Zn-O和Mn-O。由于伯斯坦-莫斯效应,Zn0.93Mn0.07O薄膜光吸收跃迁过程只能在价带态和费密能级附近及以上的导带空态之间发生,其吸收谱线显示,与纯ZnO薄膜吸收谱线相比,产生了蓝移现象。同时还伴随有导带尾跃迁的发生,研究表明,这是由3d5多重能级的d-d跃迁而引起的。经过计算,在氧分压为0.4的时,Zn0.93Mn0.07O薄膜的禁带宽度是最大的,这可能是由交换作用的减弱而引起的。     

掺钛氧化锌纳米薄膜的研究进展

在论述磁控溅射制备的掺钛氧化锌薄膜研究意义的基础上,介绍了目前国内外有关采用磁控溅射制备的掺钛氧化锌薄膜的研究现状,并展望了掺钛氧化锌薄膜的未来研究方向。     

镱铒共掺Al2O3薄膜激光退火研究

讨论了激光退火工艺参量对镱铒共掺Al2O3薄膜表面形貌和退火均匀性的影响。薄膜样品被置放于衰减扩束透镜的3倍焦距位置时,薄膜上8 mm半径区域内近似均匀退火;退火时间为32 s时,表面形貌与退火前基本相同。阈值退火功率为5 W,最佳退火功率为20 W。对相同工艺制备的镱铒共掺Al2O3薄膜分别进行CO2激光退火和热退火处理,光致发光(PL)谱测量表明,前者峰值强度比后者强10倍以上,并且热退火光致发光强度随抽运功率增加出现饱和、下降,而激光退火近似随抽运功率单调线性增强。     

掺稀土Ce的金刚石薄膜光致发光研究

制备了不同注入剂量的Ce^3 掺杂金刚石薄膜，研究了其光致发光特性，得到了发光主峰位于蓝紫区（421nm和462nm处）的光发射。实验中发现随着Ce^3 注入剂量的增加，器件光致发光的强度也逐渐增加，这些实验现象作了解释。     

离子束增强沉积制备p型氧化锌薄膜及其机理研究

采用离子束增强沉积方法在Si和SiO₂/Si衬底上制备In-N共掺杂ZnO薄膜(INZO)，溅射靶是用ZnO和2 atm% In₂O₃粉体均匀混合并压制而成，在氩离子溅射ZnO靶的同时，氮、氩混合离子束垂直注入沉积的薄膜.实验结果显示INZO薄膜具有(002)的择优取向，并且为p型导电，电阻率最低为0.9Ωcm.薄膜在氮气、氧气气氛下退火，对薄膜的结构和电学特性与成膜和退火条件的关系进行了分析. 关键词： 氧化锌薄膜 p型掺杂 离子束增强沉积     

不同退火温度下氧化锌薄膜可见发光与n型导电研究

采用脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上制备出可见光发光良好的氧化锌薄膜, 在不同的温度下进行了后退火处理. 随着退火温度的升高, 薄膜的可见光发光发生了显著改变, 载流子浓度、迁移率、电阻率也呈现出一定的变化规律. 结合 X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱及霍尔测量, 探讨了本征氧化锌薄膜可见光发光的发射机理, 并分析了其 n型导电的原因. 关键词： 氧化锌薄膜 可见光发光 n型导电     

Ga-Ti共掺杂ZnO薄膜的制备及其光电性能

采用ZnO:Ga2O3:TiO2为靶材,在玻璃衬底上射频磁控溅射制备了多晶Ga-Ti共掺杂ZnO(GTZO)薄膜,通过XRD、四探针、透射光谱测试研究了生长温度对薄膜结构和光电性能的影响.结果表明:所制备的薄膜具有c轴择优取向,光学带隙均大于本征ZnO的禁带宽度.当生长温度为620K时GTZO薄膜的结晶质量最佳、电阻率最低、透射率最大、品质因数最高.     

氧气后处理对氧化锌薄膜紫外发射性质的影响

为了提高ZnO光发射效率和制备p型ZnO,对热处理的氧分压对薄膜的结构、形貌、光致光发射和ZnO/Si异质结的Ⅰ-Ⅴ特性的影响进行了研究.用直流反应溅射法在p型硅衬底上生长ZnO薄膜形成n-ZnO/P-Si异质结.在1000℃下用不同比例的氧和氨热处理,我们发现,在纯氮气中得到的样品有强的紫外发射(390nm),随氧气比例增大,紫外增强,同时绿光也产生并随之增强.但过大的氧分压反而产生多的受主缺陷,使越来越多的激发能量转移到发射能量低的绿光中心,从而使紫外减弱.在纯氧和无氧条件下热处理的俄歇谱表明纯氧下氧过量,而无氧下锌大大过量.ZnO/p-Si异质结的Ⅰ-Ⅴ特性表明,无氧热处理表现为典型的n-ZnO/p-Si异质结;而在纯氧气氛中处理后所得Ⅰ-Ⅴ曲线反向,这表明在高氧压下受主缺陷的产生,表明ZnO薄膜有可能由于高氧压热处理由n型转为p型.     

Er玻璃近红外区上转换发光的研究

研究了Er,Yb共掺磷酸盐玻璃的上转换发光，对于在800nm附近的近红外发光进行了分析，认为该发光带是由于三种跃迁引起的，除了常见的4F9/2→^4I15/2跃迁以外，还存在着2H11/2→413/2,4S3/2→4I13/2的跃迁，还研究了Er^3 掺杂浓度对这三种跃迁的影响。     

第一性原理研究稀土掺杂ZnO结构的光电性质

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,运用Castep计算分析了Er, Gd两种稀土元素掺杂的ZnO结构, 对本征ZnO和掺杂晶体的能带结构、态密度以及光学性质进行了分析对比. 由掺杂前后的结果分析发现,稀土掺杂的ZnO结构引入了由稀土原子贡献的导电载流子, 增强了体系的电导率, 费米能级上移进入导带. 研究表明由于稀土元素的掺入, ZnO结构在费米能级附近出现了杂质能带, 这是由稀土的4f态电子所形成. 同时, 纯净ZnO与Er-ZnO, Gd-ZnO和(Er, Gd)-ZnO的介电函数虚部有明显的差异. 在光学性质上, 掺杂ZnO在可见光区的吸收系数和反射率都比纯净ZnO高, 能量损失峰出现红移现象. 关键词： ZnO 稀土 掺杂 第一性原理     

铋离子掺杂RO-Al2O3-SiO2玻璃近红外超宽带发光性质

研究了碱土金属氧化物对Bi离子掺杂RO-Al₂O₃-SiO₂ (R=Ca, Sr, Ba)玻璃近红外超宽带发光性质的影响. 结果表明: 玻璃样品在不同抽运源激发下都可检测到较强的近红外超宽带发光. 在808 nm激光激发下, 随着碱土金属离子半径的增加, Bi离子在1 300 nm附近的近红外发光强度显著增加, 荧光半高宽逐渐增加, 其荧光寿命最长可超过600 μms; 而在690 nm激光激发下, 随着碱土金属离子半径的增加, Bi离子在1 100 nm附近的近红外发光呈减弱趋势, 荧光半高宽逐渐增大, 半高宽最大可超过400 nm. 近红外发光可能源于两种不同形式铋的发光中心. 针对上述结果探讨了该玻璃体系中Bi离子近红外发光的机理.     

The insert of zinc oxide thin film in indium tin oxide anode for organic electroluminescence devices

Zinc oxide films were prepared by rf magnetron sputtering on glass substrates with designed ZnO target using high-purity of zinc oxide (99.99%) powder. Systematic study on dependence of target-to-substrate distance (D_ts) on structural, electrical and optical properties of the as-grown ZnO films was mainly investigated in this work. XRD showed that highly preferred ZnO crystal in the [0 0 1] direction was grown in parallel to the substrate, while the D_ts did not effect to the peak position of XRD. With decreasing D_ts, the growth rate is increased while the electrical resistivity as well as crystal size in the ZnO films was decreased. The XPS data showed that the O/Zn ratio in ZnO films was increased with increasing D_ts in the films. The as-grown ZnO films have an average transmittance of above 85% at the visible region. The optical band gap of the as-grown ZnO films was changed from 3.18 to 3.36 eV with D_ts. With decreasing D_ts, the electrical resistivity was decreased, while the growth rate was increased.A bilayer is used as an anode electrode for organic electroluminescent devices. The bilayer consists of an ultrathin ZnO layer adjacent to a hole-transporting layer and an Indium tin oxide (ITO) outerlayer. We tried to bring low the barrier between the devices as deposited ZnO films on ITO substrates. We fabricated the organic EL structure consisted of Al as a cathode, Al₂O₃ as an electro transport layer, Alq₃ as a luminously layer, TPD as a hole transport layer and ZnO (1 nm)/ITO (150 nm) as an anode. The result of this experiment was not good compared with the case of using ITO, nevertheless, at this structure we obtained the lowest turn-on voltage as the value of 19 V and the good brightness (6200 cd/m²) of the emission light from the devices. Then the quantum efficiency was to be 1.0%.     

蓝宝石光纤端面上ZnO薄膜的制备及其温变光学特性

介绍了利用电子束蒸发技术在蓝宝石光纤端面上生长具有良好表面形貌和晶体结构的ZnO薄膜方法.不同测试温度（室温至773 K）条件下的透射光谱显示,蒸镀在蓝宝石光纤端面上的ZnO薄膜,其光学吸收边随温度升高而发生红移现象,且禁带宽度和热力学温度之间满足E_g（T）=340-491×10^-4T的关系.这为今后进一步利用ZnO薄膜的禁带宽度检测相应的环境温度,研制以ZnO薄膜为敏感材料的新型宽量程光纤温度传感器打下了良好的基础. 关键词： ZnO薄膜 蓝宝石光纤 光学吸收边 光纤温度传感器     

Cu-Fe共掺杂ZnO电子结构与光学性质的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了本征ZnO,Cu、Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO的电子结构和光学性质.计算结果显示:Cu掺杂属于p型掺杂,Fe掺杂属于n型掺杂,单掺杂时Cu-3d态电子和Fe-3d态电子均在禁带形成杂质能级,从而提高ZnO的载流子浓度,改善ZnO的导电性能,而Cu-Fe共掺杂时ZnO半导体进入简并态,呈现金属特性.掺杂后的ZnO介电函数虚部变化主要集中在低能量区域,光谱吸收系数及反射率曲线发生红移,其中本征ZnO对太阳光谱有较好的透射性,Fe单掺杂和Cu-Fe共掺杂ZnO对可见光谱有相似的吸收效果,而Fe单掺杂ZnO对近紫外区域的光谱透射率更小,适用于制备防紫外线薄膜.     

Strong ultraviolet emission from zinc oxide thin films prepared by electrophoretic deposition

In this paper, we report a simple and efficient method to prepare high-quality nanocrystalline ZnO films by electrophoretic deposition. Absorption spectrum and transmission electron microscope image indicated that the average size of ZnO nanoparticles is about 9.5 nm. A strong ultraviolet emission peak at 384 nm is observed and the deep-level emission band is barely observed at room temperature. X-ray diffraction pattern revealed that the ZnO film has a polycrystalline hexagonal wurtzite structure. The Raman spectrum showed a typical resonant multi-phonon process within the ZnO film. The frequency shift of 1 LO phonon was about 583 cm⁻¹.     

La、Ce掺杂ZnO纳米晶的发光特性

共沉淀法制备了稀土镧、铈掺杂的ZnO半导体纳米晶。X射线衍射(XRD)结果表明:掺杂的ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,随掺杂浓度增加ZnO粒径减小。对铈掺杂纳米ZnO,以波长380nm激发,在443nm处出现了半峰宽较窄的强的蓝光发射峰;镧掺杂ZnO纳米晶则为从418~610nm的多峰宽带发射。     

薄膜太阳电池用纳米上转换材料制备及其特性研究

以应用于薄膜太阳电池为目的,采用水热法制备了掺杂稀土离子的纳米氟化钇钠上转换荧光材料.研究了稀土离子Yb³⁺/Er³⁺单独和共同掺杂对材料的晶体结构和光学性质的影响.制备的Yb^3＋/Er^3＋共掺材料兼顾了两种稀土离子的光吸收谱,吸收980nm和1530nm附近的红外光,并发出能够被薄膜太阳电池有效吸收利用的红光(653nm)和绿光(520,540nm).优化出较为合适的18％Yb³⁺,2％Er³⁺的掺杂比例,获得了具有较好上转换效果的纳米荧光颗粒材料.     

球形BaZnF_4∶Yb,Er纳米颗粒的热分解法合成及其上转换发光性质

采用热分解法制备了Ba Zn F4∶Yb,Er纳米颗粒。通过荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了表征。合成样品的形貌为球形,晶相为四方相,平均粒径为8 nm。当敏化剂Yb3+和激活剂Er3+的掺杂摩尔分数分别为20%和4%时,样品的发光性能较好。绿光和红光发射对应的辐射跃迁分别为Er3+离子的2H11/2→4I15/2(绿光)和4S3/2→4I15/2(绿光),以及Er3+离子的4F9/2→4I15/2(红光)。     

White light luminescence from annealed thin ZnO deposited porous silicon

In this study, photoluminescence (PL) properties of annealed ZnO thin films deposited onto a porous silicon (PS) surface by rf-sputtering were investigated. A huge blue shift of luminescence from the ZnO deposited onto the PS surface and a broadband luminescence (white luminescence) across most of the visible spectrum were obtained after the heat treatment at 950 °C in air. The results of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis suggested that the porous silicon surface was oxidized after ZnO deposition and the broadband luminescence was due to the conversion of Si-H bonds to Si-O-Si bonds on the PS surface. The underlying mechanisms of the broadband PL were discussed by using oxygen-bonding model for the PS and native defects model for ZnO. The experimental results suggested that the heat treatment provides a relatively easy way to achieve white luminescence from thin ZnO deposited porous silicon.