多孔硅制备条件对其电致发光特性的影响

应用蒸镀-阳极氧化法制备结构为ITO/PS/p-S i/A l的多孔硅电致发光器件,在7.5V电压下实现了数小时连续电致发光.实验表明,多孔硅电致发光峰位会随着阳极氧化电流密度的增大、腐蚀时间的延长以及HF酸浓度的降低而蓝移.欲制备工作电压较低、发光时间较长、发光效率较高的电致发光样品,则多孔硅制备时的阳极氧化应使用较低电流密度和较短的腐蚀时间.     

发光多孔硅的光谱及电化学研究

单晶硅是E_g为1.1eV的间接带隙半导体材料,在可见光区不发光,不能应用于光电子领域.但是,Canham 1990年首次发现^[1],适当条件下形成的多孔硅在室温下就可发出强度能与Ⅲ-Ⅴ族半导体发光二极管相媲美的可见光。     

多孔硅和掺镨多孔硅的光致发光

多孔硅在室温下发出光致荧光展现了硅用作光电子材料和显示技术材料的前景。掺入希土元素可以改善硅的发光性能。本文首次报道多孔硅掺希土的一种新的电化学掺杂方法——恒电位电解,和一种希土硝酸盐-支持电解质-有机溶剂的新电解体系。这一方法和体系的特点是通过采用适当外加电压来控制电解产物,提高掺入的希土浓度,提高发光强度;同时可避免析出使发光不稳定的产物,提高发光稳定性。优化了阳极氧化制备多孔硅的条件和阴极还原制备掺镨多孔硅的条件(镨化合物浓度、溶剂、离子强度、电解电压、时间),获得了光致发光强度高于多孔硅的掺镨多孔硅,并讨论了多孔硅和掺镨多孔硅的光致发光机制。     

预处理对多孔硅形成过程的影响(英文)

本工作初步探讨了开路电位下对硅片进行预处理时多孔硅的形成过程 .电化学极化实验、扫描电镜和拉曼谱学的研究表明 ,预处理可以加速硅 /溶液界面上的化学或电化学反应 ,从而加快多孔硅的生长过程 ,最终导致光致发光的光谱红移 .多孔硅的厚度随预处理时间的增长而减小     

光化学氧化对多孔硅稳定性及SO2传感性能影响

采用光化学氧化方法对多孔硅进行后处理,获得具有良好稳定性的氧化多孔硅;采用SEM、AFM、FT-IR进行表征;通过SO2传感实验,评价其光致发光谱的变化。结果表明,采用电化学阳极氧化制备的新鲜多孔硅在空气中稳定性较差,SEM图表明其膜层分布有120×40μm的长方形小块,光化学氧化后使该长方形小块进一步分裂变细;AFM图表明,新鲜制备的多孔硅经稳定化处理后,表面硅柱宽度由700～750 nm变为300～350 nm,高度由50～58 nm变为40 nm;出现Si—O键(1 114 cm-1)和OSi—H键(2 249 cm-1)的振动峰;该氧化多孔硅在SO2介质中呈可逆的荧光猝灭特征,荧光峰的位置不随SO2浓度变化而发生移动,稳定性较好。     

发光多孔硅表面的STM研究

自从Canham首次报道了室温下多孔硅的光致发光现象以来^[1],多孔硅已成为半导体光电化学及材料领域内最为热门的研究课题^[2].     

多孔硅跃迁特征的研究

采用表面光电压谱和光致荧光激发谱对多孔硅的能带结构和跃迁特性进行了系统研究，结果表明，多孔硅泊带隙明显大于单晶硅的带隙，在３００－５００ｎｍ区产观察到几个与制备条件有关的精细结构带，此构带为多孔硅中不同尺寸的硅线能级，这一发现恰与理论计算结果一致，从实验上支持了多孔硅的量子限域模型。     

嵌入硅基多孔氧化铝中的荧光染料的发光性质研究

3种不同的荧光染料被分别嵌入硅基多孔氧化铝模板中,并且在室温下得到了蓝光、绿光和红光波长的荧光发射.实验中同时观测到上述荧光光谱的蓝移现象.研究结果表明,荧光染料沉积在不同的模板(如硅基多孔氧化铝、多孔硅)中,其相互作用的机理是不同的.模板发光机制的差异将直接影响荧光染料的发光性质.     

多孔硅-导电聚酯材料复合发光器的光学特性研究

poly-4-dicyanomethylene-4H-cyclopenta\[2,1-b:3,4-b'\]dithiophene monolayer (PCDM)是一种导电、低导带聚酯材料.如果在多孔硅纳米结构中附上一层以自组方式生成的PCDM单分子层,就可以制成能够产生稳定电致发光的器件.发光器的结构是金/PCDM/多孔硅/硅/铝.发光器的电致发光,在白天可用肉眼观察到.有很宽的发光波长,几乎覆盖了整个可见光区域且峰值位于650 nm.发光器的面积为1 cm2,启动正向电压在14～30 V,电流约300 mA.经长时间测试,发光器的稳定性很好,在空气中放置3个月,在输入功率不变的情况下,发光强度也不发生变化.当施以反向电压时,样品仍可以发光而且稳定性较高,在250 h内I～V未发生明显变化.扫描电镜图像显示PCDM覆盖的表面要比多孔硅表面平整,而PCDM分子有可能进入到多孔硅纳米孔径当中去,起到了提高发光器稳定性和延长其寿命的作用.     

两步法制备多孔硅及其表征II：脉冲电流法

采用脉冲阳极／阴极电流和化学氧化两步法分别在1：1的氢氟酸和乙醇溶液中及20％硝酸溶液中制备出孔径约为0．5－3μm,厚度大约为10－20μm的多孔硅样品,将获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察,与恒电流－化学氧化两步法制得的多孔硅相比,用脉冲电流法得到的多孔硅的孔径范围较大,且多孔层较厚,制备时加紫外光照显著提高了多孔硅的,并发生“蓝移”现象,用脉冲电流法制得的多孔硅在老化后（在干燥器放置一年）同样观察到光致发光明显增强。     

Er3+、In3+等金属离子对多孔硅光致发光性质的影响

用阳极腐蚀的方法制备了多孔硅样品,用电化学方法在多孔硅中注入Er3+、In3+等金属离子,并对注入离子后多孔硅的光致荧光光谱进行了研究,结果表明：注入Er3+及In3+后的多孔硅在588nm处的发光峰强度大大增加,同时发光峰稍有展宽。随着离子注入时间的增长,强度继续增加,但当离子溶液浓度一定时,这种增强对时间具有饱和性。     

化学氧化对多孔硅表面态和光致发光的影响

自1990年英国科学家Canham发现室温下多孔老（poroussilicon缩写为PS）的可见光区光致发光以来，在世界范围内迅速形成了一股强大的多孔硅研究热．硅是间接禁带半导体．禁带宽度为1．11eV，不可能在可见区发光．对于多孔硅在可见区的强烈荧光发射及其形成，Canham和Lehamm等分别建议可用量子线的尺寸限制效应未解释[1,2]．但Tsai和Hance等用FTIR研究经过后处理的多孔老样品[3]，认为多孔硅的发光与表面的硅氢化物相关，并提出硅的二氢化物SiH2的浓度与荧光强度相关．关于多孔硅的发光机制，还有非晶态发光[4]等说法．因止匕多孔硅的发…     

两步法制备多孔硅及其表征I:恒电流法(英文)

本工作通过采用电化学极 -化学氧化两步法在 1:1氢氟酸和乙醇溶液中制备出孔径约为 1～ 2 μm ,厚度大经为 6～ 10 μm的多孔硅样品 .首先将 0 .0 3A/cm2 的恒电流施加到p( 10 0 )硅片一段时间 ,然后将该硅片浸到 2 0 %的硝酸溶液中氧化一段时间 .通过此方法获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察 .所有制备出的多孔硅结构均有光致发光现象 .老化的多孔硅样品 (在干燥器放置一年 )的光致发光谱峰强度明显增强 ,但分别经过苯乙烯和十六碳烯 ( 1)两种有机溶剂处理 1h后的老化多孔硅样品的光致发光强度却没有显著改变 .     

多孔硅的电化学制备

单晶硅在氢氟酸溶液中阳极氧化可制得多孔硅, 多孔硅是一种以新形态存在的硅, 与单晶硅相比, 它表现出独特的物理性质和化学活性。荧光光谱峰的蓝移表明, 在p-型低掺杂衬底硅上形成的多孔硅中存在量子尺寸效应, 新近获得的Raman光谱也证实了这一点。     

Influence of Hydrogen and Oxygen on Porous Silicon Light Emission

The effect of oxygen and hydrogen on the photoluminescence intensity of porous silicon was examined. The results indicate that the presence of oxygen is necessary for visible light emission. In contrast, high hydrogen passivation is unfavorable for visible light emission.     

多孔硅镶嵌正丁胺/激光染料复合膜的荧光谱

多孔介质染料镶嵌膜有可能是发展固体染料激光器的一种途径[1].由于其所具有的微孔结构和大的比表面积,故使其成为激光染料理想的载体,以形成多孔硅基发光材料[2].　　我们用正丁胺作碳源,采用射频辉光(ＲＦ)放电法制备碳膜.利用正丁胺、Ｒ6Ｇ/聚乙二醇分别作碳源和蒸发源得到一种混合膜,如将其沉积在刚制备的新鲜多孔硅上则得到多孔硅镶嵌复合膜.本文着重研究了镶嵌于多孔硅中的正丁胺/Ｒ6Ｇ的荧光光谱,并考察了多孔硅衬底的改变对多孔硅镶嵌膜发光的影响.1　样品制备　　(1)多孔硅的制备　制备多孔硅(ＰＳ)所用的材料为(100)晶向的ｐ型单…     

多孔硅镶嵌正丁胺/激光染料复合膜的荧光谱

The photoluminescence (PL) of the compound films made by implanting n-butylamine/ Rhodamine into the porous silicon films was studied. Comparison and discussion of the difference of PL of the compound films and the dyes were carried out. The PL of the compound films with different substrates was measured.