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《硅基發(fā)光材料的制備、性能和機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要納米硅晶有許多不同于單晶硅的結(jié)構(gòu)、光學(xué)及光電性能，它在發(fā)光器件、光探測(cè)器件、光電集成器件以及傳感器等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)研究了90年代以來成為硅基納米材料主要代表的多孔硅的制備方法、生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)光機(jī)理。本論文采用電化學(xué)方法和化學(xué)刻蝕方法制備了不同條件下的多孔硅，并測(cè)試了其光致發(fā)光性能，在紫外線激發(fā)或陽極偏壓的條件下，可觀測(cè)到強(qiáng)的紅、橙、黃、綠光的發(fā)射。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著電流密度的增大，時(shí)間的延長(zhǎng)和電解液濃度的降低，多孔硅發(fā)光峰位會(huì)有藍(lán)移。由于多孔硅的發(fā)光不穩(wěn)定，在空氣中放置一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生衰減，本實(shí)驗(yàn)首次采用一種簡(jiǎn)便的方法對(duì)多
2、孔硅進(jìn)行處理，得到了發(fā)光強(qiáng)度高、發(fā)光性能穩(wěn)定的多孔硅。目前，多孔硅的光致發(fā)光機(jī)理、電致發(fā)光機(jī)理和多孔硅的形成和生長(zhǎng)機(jī)理目前尚無定論。本實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為對(duì)發(fā)射穩(wěn)定的紅、橙光的多孔硅量子限制效應(yīng)起主導(dǎo)作用，表面態(tài)起輔助作用，而且對(duì)兩個(gè)不同的發(fā)光峰位，受量子限制效應(yīng)的影響程度是不同的；對(duì)于發(fā)不穩(wěn)定的黃、綠光樣品，納米晶的量子限制效應(yīng)作為源頭，而表面態(tài)起主導(dǎo)作用。本實(shí)驗(yàn)為電解液接觸多孔硅電致發(fā)光是由Si-H鍵氧化而注入電子提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。另外，本文還結(jié)合多孔硅的制備參數(shù)，討論了多孔硅的生長(zhǎng)過程和發(fā)光機(jī)理之間的關(guān)系，深入分析了多孔硅的形成機(jī)理和
3、發(fā)光機(jī)理。關(guān)鍵詞：多孔硅光致發(fā)光電致發(fā)光表面鈍化量子限制效應(yīng)表面態(tài)ABSTRACTSiliconnanocrys詛lscallemitvisiblelightandexhibitnoveloptoelectronicpropertiesandspecialstructure．Itshowshighpotentialonlight—emittingdevices，photodetector,optoelectronlcdevicesandsensor．Theporoussiliconisarepresentofsilicon—based
4、nanometermaterial，inthisdissertation，thepreparationprocess，themechanismofformationofporoussiliconanditsluminescenceweresystematicallyinvestigated．Theporoussiliconwasfabricatedbyelectrochemicalandchemicalmethodsandthephotoluminescencepropertiesweremeasured．Intensivered，o
5、range，yellow,greenlightCanbeseenwhenporoussiliconwasirradiatedunderultravioletlightorworkaspositivebiases．Itwasdiscoveredthatwiththeincreaseofthecurrentdensity,anodizingtimeandthereductionofHFconcentration,thepeaksofPLshowstheblueshift．WhenPSareexposedtotheair,theintens
6、ityofPLwilldecrease．AnovelandeasymethodWasadoptedtoimprovetheintensityandstabilityofthephotoluminescence．Themechanicsofphotoluminescence，eleclToluminescenceandR珊ationprocessarestillinargument．Itwasdiscoveredthatthestableredandorangelight。emittingWascausedbyquantumconfin
7、ementandthesurfacestateplayedanassistantrole；theunstableyellowandgreenlight-emittingwasmainlycausedbysurfacestateandthequantumconfinementplayedanassistantrole．TheelectroluminescenceofporoussiliconinHClacidatpositivestemmedfromtheoxidationofSi—HbondonthesurfaceofPS．Wepro
8、vidednewprooffortllistheory．Inaddition，therelationbetweentheformationprocessand協(xié)emechanismofphotoluminesceneeW
