激光晶化形成纳米硅基电致发光材料及其性质研究

为实现基于硅基材料的高效光源,提出激光晶化形成纳米硅基电致发光材料性能研究,来明确了激光晶化形成纳米硅基电致发光材料的基本性能。主要以选择的纳米硅基电致发光材料作为研究对象,首先采用激光晶化技术完成制备工作,其次设计对电致发光材料性能计算方法,最后设计吸收光谱、固态与薄膜态量子产量、发光寿命、发光率四方面的测定环节,依此对晶化处理和未晶化的两个样本进行电致发光材料测定。结果表明:晶化后的电致发光材料中存在尺寸可控的纳米硅量子,且当氧气量充足时,晶化后的致电发光材料的硅粒子产出量会逐渐增加;光学带隙要比原始沉积样本要小,且当精光密度增加时光学带隙发生进一步缩减;晶化后的样本发光寿命有、无氧两种状态均为1200 ns,发光率可达到99%。以上结果说明激光晶化形成纳米硅基电致发光材料性能优越,具有较强的发展潜力。以期可为日后的纳米硅基电致发光材料研究与制作过程中提供理论支撑,在此基础上制备出性能更加优异的电致发光材料。

C(膜)/Si(SiO_2)(纳米微粒)/C(膜)热处理的形态及结构分析

用直流辉光溅射 +真空镀膜法制备了一种新型结构的硅基纳米发光材料—C(膜 ) /Si(SiO2 ) (纳米微粒 ) /C(膜 )夹层膜 ,并对其进行了退火处理。用TEM、SEM、XRD和XPS对其进行了形态结构分析。TEM观察表明 :Si(SiO2 )纳米微粒基本呈球形 ,粒径在 30nm左右。SEM观察表明 :夹层膜样品总厚度约为 5 0 μm ,膜表面比较平整、致密。 4 0 0℃退火后 ,样品表面变得凹凸不平 ,出现孔状结构 ;6 5 0℃退火后 ,样品表面最平整、致密且颗粒均匀。XRD分析表明 :制备出的夹层膜主要由SiO2 和Si组成 ,在C原子的还原作用和氧气的氧化作用的共同作用下 ,SiO2 和Si的含量随加热温度的升高而呈现交替变化 :4 0 0℃时 ,C的还原作用占主导地位 ,SiO2 几乎全部被还原成了Si,此时Si含量最高 ;4 0 0～ 6 5 0℃时 ,氧化作用占主导地位 ,Si又被氧化成SiO2 ,Si含量降低 ,SiO2 含量逐渐上升 ,在 6 5 0℃达到最高。XPS分析表明 :在加热过程中 ,C原子逐渐扩散进入Si(SiO2 )微粒层 ,在 6 5