氢化纳米硅薄膜中氢的键合特征及其能带结构分析

对氢化纳米硅薄膜中氢的键合特征和薄膜能带结构之间的关系进行了研究.所用样品采用螺 旋波等离子体化学气相沉积技术制备，利用Raman散射、红外吸收和光学吸收技术对薄膜的 微观结构、氢的键合特征以及能带结构特性进行了分析.Raman结果显示不同衬底温度下所生 长薄膜的微观结构存在显著差异，从非晶硅到纳米晶硅转化的衬底温度阈值为200℃.薄膜中 氢的键合特征与薄膜的能带结构密切相关.氢化非晶硅薄膜具有较高的氢含量，因键合氢引 起的价带化学位移和低衬底温度决定的结构无序性，使薄膜呈现较大的光学带隙和带尾宽度 .升 关键词： 氢化纳米硅 螺旋波等离子体 能带结构     

Ar环境气压对脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒平均尺寸的影响

采用XeCl脉冲准分子激光器，烧蚀高阻抗单晶Si靶，在1—500 Pa的Ar气环境下沉积制备了纳米Si薄膜. x射线衍射谱测量证实，纳米Si晶粒已经形成.利用扫描电子显微镜观测了所形成纳米Si薄膜的表面形貌，结果表明，随着环境气压的增加，所形成的纳米Si晶粒的平均尺寸增大，气压为100 Pa时达到最大值20 nm，而后开始减小. 从晶粒形成动力学角度，对实验结果进行了定性分析. 关键词： 纳米Si晶粒 脉冲激光烧蚀 表面形貌     

浅电子陷阱掺杂AgCl微晶的光作用特性研究

利用微波吸收介电谱检测技术,同步检测均匀掺杂K4Fe(CN)6盐的立方体AgCl微晶在室温条件下的自由和浅束缚光电子的衰减时间分辨谱。对比未掺杂样品发现,掺杂引入的浅电子陷阱使样品中的自由光电子衰减时间延长了338ns,衰减过程中出现一个明显的一级指数快衰减区;较高浓度掺杂情况下,测量了光作用产物对光电子衰减的影响,分析表明,光作用产物是具有深电子陷阱作用的银簇。光作用产物的出现,使得晶体中发生了浅电子陷阱到深电子陷阱效应的转变,可见掺杂使得晶体内部结构和光作用特性发生了变化。     

甲酸根离子掺杂的AgCl乳剂增感后的光电子特性研究

甲酸根离子作为一种“空穴－电子转换剂”掺杂在卤化银中可以提高潜影形成过程中光电子的利用率。将不同位置甲酸根离子掺杂的立方体AgCl乳剂又经相同条件的硫加金或感绿染料增感后,采用微波吸收介电谱检测技术对样品在脉冲激光作用下所产生的光电子衰减信号进行检测,通过分析光电子的衰减特性,发现甲酸根离子仍然能发挥其空穴陷阱效应,而且自由光电子的衰减时间和寿命与未增感的掺杂乳剂随掺杂位置的变化趋势一致。     

外加气流对脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒尺寸分布的影响

提出一种控制脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒尺寸分布的新方法。在10Pa的Ar环境中,采用脉冲激光烧蚀高阻抗单晶硅靶沉积制备了纳米Si晶薄膜。在羽辉正上方2.0cm,距靶0.3～3.0cm范围内的不同位置引入氩气流,在烧蚀点正下方2.0cm处水平放置单晶Si(111)衬底来收集制备的纳米Si晶粒。利用扫描电子显微镜观察样品表面形貌,并对衬底不同位置上纳米Si晶粒进行统计。结果表明:在不引入气流时,晶粒的尺寸随靶衬间距的增加先增大后减小,晶粒尺寸峰值出现在距靶1.7cm处;引入气流后,晶粒尺寸分布发生变化,在距靶1.7cm引入气流时晶粒尺寸峰值最大,在距靶3.0cm引入气流时晶粒尺寸峰值最小,且出现晶粒尺寸峰值的位置随着引入气流位置的增加而增大。     

脉冲激光沉积温度及氧压对Bi2Sr2Co2Oy热电薄膜晶体结构与电输运性能的影响

利用脉冲激光沉积技术在c-Al₂O₃单晶基片上制备了Bi₂Sr₂Co₂O_y热电薄膜并研究了沉积温度和氧压对薄膜晶体结构及电输运性能的影响.在最佳沉积条件下制备的单相、c轴取向的Bi₂Sr₂Co₂O_y薄膜的室温电阻率ρ和塞贝克系数S分别为2.9mΩ/cm和110μupV/K,其功率因子S²/ρ好于在单晶样品上得到的值.此外,该薄膜在低温下表现出较强的负磁阻效应,在2K,9T时达到了40%.     

纳米硅结构薄膜光致发光的温度依赖特性

综合考虑纳米硅结构薄膜的特殊性质,如量子限制效应、光学带隙和光跃迁振子强度对纳米硅粒径的依赖特性以及光学带隙和光辐射的温度依赖特性等,给出了一个解析表达式来分析具有一定粒径分布的纳米硅结构薄膜的光致发光(PL)强度分布,其中选取了两种纳米硅的粒径分布,即高斯分布和对数正态分布。结果表明,随着平均粒径和粒径分布偏差的减小,纳米硅薄膜的PL谱峰蓝移。随着环境温度的升高,纳米硅结构薄膜的PL谱峰红移且相对发光强度减弱。纳米硅结构薄膜光辐射拟合的结果与实验数据的比较分析表明,该模型能够很好地解释纳米硅结构薄膜在不同温度下的PL特性。     

非晶氧化硅薄膜带尾发光特性

采用等离子体增强化学气相沉积技术,通过改变CO2流量制备了不同氧含量的非晶氧化硅薄膜。利用紫外可见吸收谱、傅里叶红外吸收谱和稳态/瞬态光致发光谱等技术研究了薄膜的微观结构和光学特性。实验结果表明,随着氧含量的增加,薄膜的带隙增大,光致发光强度增加、峰值朝高能方向移动、光谱半峰全宽展宽。时间分辨光谱显示薄膜发光峰值处的衰减时间随氧含量的增加从6.2ns单调增加到21ns,而同一样品的发光寿命随发射波长能量增加而减小。综合分析光学吸收、发射及发光衰减特性表明,薄膜的发光机制主要归结为非晶材料带尾态之间的辐射复合。     

Dy~(3+)激活的LiSrBO_3材料光谱特性研究

研究了Dy~(3+)激活的LiSrBO_3材料的光谱特性。材料的发射光谱为一多峰宽谱,主峰分别为486,578和668 nm;监测578 nm发射峰时所得材料的激发光谱为一多峰宽谱,主峰分别为331,368,397,433,462和478 nm。研究了Dy~(3+)掺杂浓度对材料发射光谱的影响,结果显示,随Dy~(3+)浓度的增大,黄、蓝发射峰强度比(Y/B)逐渐增大;同时材料的发光强度随Dy~(3+)浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,在Dy~(3+)浓度为3 mol%时到达峰值,其浓度猝灭机理为电偶极·偶极相互作用。引入Li~+,Na~+和K~+均可提高材料的发射强度。     

AgX:I微晶的光电子衰减时间分辨谱测量

利用高时间分辨的微波吸收薄膜介电谱测量技术,采用自行设计的光电子时间分辨谱测量装置(时间分辨率达到1 ns),精确地测量了不同Agx:I材料在35 ps超短脉冲激光曝光后产生的自由光电子和浅俘获光电子随时间衰减的光电子衰减时间分辨谱,分析了不同的[I-]掺杂条件对材料光电子时间特性的影响关系,得到了影响Agx:I微晶光电子时间特性的最佳[I-]掺杂条件。对立方体AgCl乳剂来说,[I-]含量0.5％,掺杂位置80％Ag处时,乳剂的光电子寿命最长。而对T-颗粒AgBr乳剂而言,[I-]含量3％时,乳剂的光电子寿命最长。碘化物对光电子寿命增大的影响是由于碘化物离子可以作为缺陷电子陷阱,这就使得银簇上的反应减小,当碘化物大于3％时,这一效应由于碘化物团簇的形成而消失。