【摘 要】
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随着信息量的爆炸式增长,开发信息存储密度高、传输快的光电器件已是必然的选择,而硅在光电集成器件的应用中有着巨大的潜力,其主要难点在于属于间接带隙半导体的硅只有微弱的发光。若能有效解决硅基发光器件的发光效率低的问题,那么理想的、低成本的硅材料的应用便能为光电信息技术带来重大突破。本文研究了扫描隧道显微镜（STM）隧道结中高度局域的隧穿电流激励的Si（111）-（7×7）表面发光以及银金属局域表面等离
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随着信息量的爆炸式增长,开发信息存储密度高、传输快的光电器件已是必然的选择,而硅在光电集成器件的应用中有着巨大的潜力,其主要难点在于属于间接带隙半导体的硅只有微弱的发光。若能有效解决硅基发光器件的发光效率低的问题,那么理想的、低成本的硅材料的应用便能为光电信息技术带来重大突破。本文研究了扫描隧道显微镜（STM）隧道结中高度局域的隧穿电流激励的Si（111）-（7×7）表面发光以及银金属局域表面等离基元（LSP）对其发光的增强效应,主要内容如下:采用发光效率高的银针尖研究了干净完整的Si（111）-（7×7）表面的STM激励发光（STML）特性,探测到了来自Si（111）-（7×7）表面、能量在1.85 e V的固有跃迁发光,并且STML光谱形状与激励电压的正负性无关。在Si（111）-（7×7）表面直径约为2 nm的缺陷处,测得的STML光谱与完好表面处的发光光谱有着明显的区别,证明了缺陷的存在会改变表面的光学性质,也说明了STML对表面状态十分敏感。引入了局域表面等离激元增强发光的概念,在Si（111）31/2×31/2-Ag表面上研究了不同层银岛的LSP发光特性。接下来我们在干净的Si（111）-（7×7）表面生长上了2个原子层厚度的银岛,发现银岛的LSP对硅表面的发光有着明显的增强作用,并且其STM激励发光特征有着与Ag（111）单晶的LSP共振辐射衰减类似的属性,随着激励电压的增大,其发光峰数目增加后保持不变,光强则先增大后减小。正是银岛的LSP与硅表面的耦合作用使得硅表面的发光显著增强。
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