连续含铝SiC自由膜的制备与发光特性研究

通过自制喷膜装置对聚铝碳硅烷（PACS）进行脱泡处理、熔融纺膜，并对其进行氧化交联、高温预烧及高温裂解终烧可制得连续含铝SiC自由薄膜。用扫描电镜（SEM）分析薄膜的形貌，通过红外光谱（FTIR）分析氧化交联后薄膜的结构变化，通过电子探针（EPMA）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）与场发射高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对薄膜进行成分及微观结构分析，采用光致发光谱（PL）对薄膜的光学带隙和发光特性进行了研究。结果表明，熔融纺膜法与PACS先驱体法相结合可制得均匀、致密的耐高温连续含铝SiC自由薄膜，室温下表现出了320～440nm宽谱带发光，其发光峰可分别归因于α-SiC和C簇，且随着烧结温度的提高，发光强度增大。

先驱体法制备连续SiC自由薄膜及其发光性能

以聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)为先驱体,熔融纺出连续PCS自由原膜,并在190℃下对其进行1,2,3h和6h氧化交联,在900℃预烧及最终分别在1200℃和1300℃烧成,制得系列SiC自由薄膜。采用红外光谱、Raman光谱、X射线衍射、透射电镜与扫描电镜对薄膜进行微观结构与形貌分析。测量了薄膜的室温光致发光特性。结果表明:连续SiC自由膜均匀致密,含有β-SiC微晶、无定形SiOxCy及C簇;薄膜在410～450nm范围内有较强的蓝光发射,1200℃烧结的薄膜随交联时间增加,发光强度增大;而1300℃烧结的薄膜的发光强度相对下降,且交联时间越长强度下降越明显。412nm发光峰可归结于C簇发光;而435nm附近的峰则是薄膜中富含的Si—O,Si—C等键中的缺陷态构成的发光中心,在β-SiC晶粒中电子受到激发与缺陷态产生辐射复合引起发光以及量子表面效应共同作用的结果。