水热腐蚀多孔硅的光致发光和光电导特性

来源 :汕头大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:ayin2
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
1990年,英国科学家L.T.Canham关于室温下多孔硅光致发光的报道立即在世界范围内引发了一股多孔硅的研究热潮。这主要是因为这种材料的发现为全硅光电集成带来了巨大的希望,迎合硅基半导体技术发展的迫切需要。目前多孔硅的制备普遍采用电化学阳极腐蚀方法。但是,经过了十多年的发展,该方法制备的多孔硅发光稳定性还不能得到很好解决。此外,受电流分布的限制,使用该方法还无法制备大面积及任意形状的多孔硅。1996年,中国科技大学首次将水热腐蚀法用于多孔硅的制备,使多孔硅发光稳定性大大提高,大面积制备的问题也迎刃而解。因此作为更为实用的方法引起人们极大的兴趣。鉴于水热腐蚀法制备的多孔硅的性能依赖于硅的特性、腐蚀液种类、腐蚀时间和温度等多种因素,许多问题仍有待于深入的研究。本文中,我们使用水热腐蚀法制备了一系列铁钝化多孔硅(Iron passivated porous silicon,IPS),研究其光致发光(Photoluminescence,PL)和光电导性质,并探讨其内在的机制。 首先,我们研究了水热腐蚀工艺对铁钝化多孔硅的PL谱的影响。使用荧光分光光度计测量了不同Fe(NO33浓度、不同腐蚀时间以及相同制备工艺下的铁钝化多孔硅的光致发光谱,并结合Islam-Kumar模型分析纳米硅发光单元的尺寸分布。结果表明:腐蚀进入到稳定阶段后,纳米硅的平均尺寸表现为在一确定范围内的振荡分布;所以PL谱的分布范围及谱形虽然较为相近,但并不随腐蚀时间增加而定向移动;即使是相同制备工艺的多孔硅,其PL谱也并不重复性,PL谱峰位介于1.92~2.04eV之间。扫描电子显微镜及傅立利红外变换光谱仪检测的结果表明:多孔硅的SEM形貌不随腐蚀工艺的改变而呈明显的规律性变化,也与PL谱也无明显联系;多孔硅的PL谱峰能量越高,Si—Si键吸收减弱、Si—O键吸收增强。 此外,我们还考察了铁钝化多孔硅的PL谱在250nm紫外光照下的稳定性以及PL谱峰能量与激发光波长的之间的关系。随着紫外光照时间的增加,PL谱峰红移,辐照120min后,红移0.01~0.02eV;PL谱的强度可能减弱,也可能增强,变化±10%,傅立叶红外光谱仪检测的结果显示PL谱强度增强的样品在2310cm-1位置有Si—O—H键对应的吸收。随着激发光波长从240nm增加到370nm,PL谱峰先红移再蓝移,拐点波长主要位于330~350nm。
其他文献
学位
玉米是我国三大粮食作物之一,是优质饲料和重要的工业原料,同时玉米秸秆也是重要的畜牧饲料。秸秆的富余,以及人们处理不当带来的资源浪费和环境污染,因此,充分开发利用农作物秸秆
热电材料是一种能够把热能和电能直接相互转换的功能材料。方钴矿(CoSb3)类热电材料,由于具有相对较大的载流子迁移率和较高的Seebeck系数及较低的电阻率,近十多年来倍受人们的
该研究首先根据激光诱导自蔓延高温合成Mg-Ni系储氢合金的需要,设计了一套反应装置,该装置可以完全满足激光诱导点火的需要,而且可以利用其它多种点火方式,适应范围广,污染少
该课题从硬件和软件两部分对县调自动化的通信方式进行了研究.在硬件电路上,设计了一个八串卡插于调度端计算机扩展槽中,八串卡中的8个异步通信芯片分别对应八个站端.当站端
该论文分别用卤化还原法和热裂解法制备了苯并环丁烯单体,讨论了各自的反应机理和影响反应的因素,优化反应条件.然后选用带不饱和基团的二乙烯基硅氧烷作为桥接的官能团制备
学位
ZnS是一种重要的宽禁带半导体材料,室温下禁带宽度为3.7eV。独特的光、电特性使znS在阴极射线发光、电致发光、光致发光等领域有着广泛的应用,所以长期以来得到科学工作者的
学位
该文首次选用过硫酸钾,混合稀土作为淀粉与丙烯酸接枝共聚的高效引发体系,在单体用量较少的条件下合成出吸水倍率达860g/g的高吸水性树脂.首先采用单因素实验,以合成产物的吸