硫醇-烯交联增强碳量子点发光效率机理研究

通过溶剂热反应法制备了N和O含量不同的碳量子点(CQDs)溶液,利用“点击”化学反应将CQDs与非计量硫醇-烯(OSTE)聚合物交联固化,形成CQDs/OSTE复合材料。固化后,O-CQDs的荧光量子产率从液态下的2.6%提高到16.5%,增大倍数约为6倍;N,O-CQDs的荧光量子产率从液态下的4.5%提高到17.6%,增大倍数约为4倍。通过微结构和光学特性分析,我们认为交联固化后与氧相关的非辐射复合中心减少、非辐射跃迁过程抑制以及N和S的协同效应是提高CQDs材料发光效率的主要原因。本文的研究成果有望为CQDs的固态转化、表面功能化以及荧光增强提供一种有效、便捷的方法,从而促进CQDs在发光二极管、激光器和发光太阳能聚光器等领域的应用。

LPCVD自组织生长Si纳米量子点的发光机制分析

采用低压化学气相沉积 (LPCVD)方法 ,通过纯SiH4气体的表面热分解反应 ,在SiO2 表面上自组织生长了半球状Si纳米量子点 ,在室温条件下实验研究了其光致发光 (PL)特性 ,考察了PL效率与峰值能量随Si纳米量子点尺寸的变化关系。结果指出 ,当Si纳米量子点高度hc<5nm时 ,其PL效率基本保持不变。而当hc>5nm时 ,PL效率则急剧下降。同时 ,PL峰值能量随hc 的减少而增大 ,并与 (l/hc) 2 成正比依赖关系。如当hc 从 5 5nm减小至 0 8nm时 ,其峰值能量从 1 2 8eV增加到 1 4 3eV ,出现了约 0 15eV的谱峰蓝移。我们用量子限制效应

量子点发光二极管功能层厚度确定方法

为改善量子点发光二极管器件载流子注入平衡,提出一种量子点发光二极管各功能层厚度的确定方法.首先选定量子点发光层厚度,基于隧穿模型进行仿真分析确定电子传输层厚度;然后采用空间电荷限制电流模型进行仿真分析确定空穴传输层厚度.采用CdSe/ZnS量子点作为发光层、poly-TPD作为空穴传输层、Alq_3作为电子传输层,按照该方法仿真分析得到各功能层厚度进行旋涂-蒸镀法实物器件制备.对比实验结果表明:当poly-TPD、QDs及Alq_3厚度分别为45nm、25nm及35nm时,获得了较高的发光效率及色纯度,器件性能最好.该方法确定的各功能层厚度有助于减少载流子在发光界面积累,获得载流子的注入平衡,从而改善QLEDs发光性能.

Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光机制研究

用射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层膜,在室温下测量了Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光。利用位形坐标模型分析了锗/氧化硅纳米多层膜的发光中心,并用量子限制-发光中心模型对该纳米结构的电致发光过程作了研究,研究表明锗/氧化硅纳米多层膜的电致发光主要来自SiO2层的发光中心。

量子点发光器件的制备与仿真分析

为研究量子点发光器件结构与性能的关系,制备了以CdSe/ZnS量子点作为发光层、poly-TPD作为空穴传输层,Alq_3作为电子传输层的量子点发光二极管,对器件结构及性能参数进行了表征,结果显示器件具有开启电压低、色纯度高等特点。结合测试数据,对量子点发光二极管进行了器件结构建模,利用隧穿模型及空间电荷限制电流模型对实验结果进行了分析,研究了器件中载流子的注入与传输机理。器件测试与仿真结果表明:各功能层厚度会影响载流子在量子点层的注入平衡,同时器件中载流子的注入与传输存在一转变电压,当外加电压低于转变电压时,器件中载流子的注入主要符合隧穿模型;当外加电压高于转变电压时,器件中载流子的注入主要符合空间电荷限制电流模型。研究结果验证了器件结构建模的合理性,可以利用仿真的方法进行器件结构优化并确定相关参数,这对器件性能的提高具有指导意义。

单元素半导体量子点制备及其光致发光性能的研究进展

单元素半导体量子点的制备成功使光电集成成为可能。介绍了单元素半导体量子点的制备方法，包括射频磁控溅射技术、硅离子注入技术、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等；并且介绍了单元素半导体量子点的发光机理模型，包括量子限制效应模型、与氧有关的缺陷发光、量子限制效应-发光中心复合发光和界面层中的激子效应发光等；另外对单元素半导体量子点的发展前景进行了展望。

纳米硅薄膜的发光特性研究

研究了 nc- Si:H薄膜的光致发光 ( PL) ,分析了晶粒尺寸、温度对发光特性的影响。对发光样品 ,晶粒尺寸有一上限 ,其值在 4～ 5nm之间。在 10～ 77K,nc- Si:H薄膜的发光强度几乎没有变化 ;当温度高于 77K,发光强度指数式下降。随温度升高 ,发光峰位有少许红移。讨论了nc- Si:H光致发光机理 ,用量子限制 -发光中心模型对实验现象进行了解释。从载流子的激发、复合两方面讨论了发光过程 ,认为载流子在晶粒内部激发后 ,弛豫到晶粒界面的发光中心复合发光。

多孔硅在30～180℃温区光致发光谱的研究

对长期存放在空气中的多孔硅样品和即时制备的多孔硅样品分别在室温～180℃下进行了光致发光(PL)温度效应的研究.两类样品的PL呈现不同的变化规律.前者的PL还表现为双峰,且长波PL峰随温度升高蓝移;后者的PL表现为单峰,且PL峰位随温度升高红移.基于量子限制效应对后者进行了解释;而前者难以用分立的量子限制和表面发光中心模型来解释,实验结果表明两种机制之间可能有较复杂的耦合效应发生.

纳米硅薄膜/多孔氧化铝复合体系光致发光的温度特性

利用高真空电子束蒸发方法在多孔氧化铝衬底上生长了纳米硅薄膜,经过650℃高温真空退火后,在10～300K温度范围内观测样品的荧光光谱特性,并对样品进行了场扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)谱的分析。PL谱结果表明,随着温度的升高,样品的发光峰位一般发生红移,但在50～80K范围内却出现了反常的蓝移现象;样品的发光强度基本是按逐渐减小趋势变化的,在60～80K之间,发光强度有少许变强。讨论了纳米硅薄膜的光致发光机理,用量子限制 发光中心模型对实验现象进行了解释。

掺Mn硅酸锌薄膜中微量氧化锌对发光强度的影响

利用溶胶-凝胶法结合高温热处理在硅衬底上制备了掺Mn硅酸锌薄膜,用XRD、SEM、UV-Vis吸收谱和PL谱测试了样品的结晶性能与光学性能,并分析了热处理温度对掺Mn硅酸锌薄膜的结晶性能和光学性能的影响．实验结果发现,ZnO的适量存在对掺Mn薄膜的发光有增强作用．进一步的分析认为,这一现象的机理可由G．G．Qin提出的量子约束-发光中心(QCLC)模型进行解释,ZnO中受激发的电子和空穴通过隧穿效应到达硅酸锌基体中复合发光,从而增强发光强度．

多孔硅的能带与发光机制的研究与分析

在光致发光技术对多孔硅光学性质研究的基础上讨论了与多孔硅的微观结构有关的多孔硅的能带结构,用能量赝势法模拟计算出多孔硅的能带间隙.

发光材料

O482.31 9905341 2硅发光研究=Research on silicon luminescence[刊,中]/夏建白（中科院半导体所.北京（100083））//半导体学报.—1998,19（5）.—321—326介绍了目前已有的使硅发光的方法:掺深能级杂质,掺稀土离子、多孔硅、纳米硅以及Si/SiO2超晶格,讨论了两种可能的发光机制:量子限制效应和表面复合效应。最后介绍了两个硅发光器件,表明硅发光器件的前景是光明的。图9参15（方舟）O482.31 99053413离子注入掺铒硅发光中心的光致发光研究=Photoluminescencestudy of luminescent centers in erbium—implanted silicon[刊,中]/雷红兵,杨沁清,王启明（中科院半导体所.北京（100083））,周必忠。

量子限制受主远红外电致发光器件的制备与测量

采用分子束外延技术生长GaAs/AlAs三量子阱,并在中间的GaAs阱中δ-掺杂浅受主杂质Be原子,制作出量子限制受主远红外Teraherz原型电致发光器件.实验上测量得到4.5K时器件的电致发光谱(EL)和电传输特性(I-V曲线).在EL发射谱中清楚地观察到222cm-1处宽的尖峰,这来源于Be受主奇宇称激发态到其基态的辐射跃迁,而非辐射弛豫过程则使发射谱的信号很弱.另外在I-V曲线中0.72和1.86V的位置出现两个共振隧道贯穿现象,分别对应于中间δ-掺杂量子阱受主能级1s3/2(Γ6+Γ7)到左边非掺GaAs量子阱中HH带,及右边非掺杂GaAs量子阱中HH重空穴带到中间掺杂GaAs量子阱中Be受主杂质原子奇宇称激发态2p5/2(Γ6+Γ7)能级的共振隧穿.

硅-二氧化硅超晶格——探索硅基发光材料的一条新途径

理论上认为，由于Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格中硅层（阱层）的电子和空穴都受到极强的量子限制效应，硅层能带有可能从体硅的间接带隙转变为直接带隙，从而发光效率大大提高．实验上，在非晶Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格中观察到在可见光波段的室温光致发光和明显的量子限制效应现象．晶体Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格研究也取得了初步的结果．

多孔硅及其应用研究展望

介绍了多孔硅的形成机制、光致发光机制 。

内电场对纳米硅光致发光谱的影响

从量子限制发光中心模型出发 ,计算了纳米硅的光致发光 (PL)特征与发光中心间的关系 .研究发现 ,纳米硅与发光中心间的内电场对载流子复合率及峰位振荡有着十分重要的影响 .在 2— 5nm的尺寸范围内 ,纳米硅发光中心上的载流子复合概率远大于内部复合概率 ,仅需考虑发光中心上的载流子复合发光 .还发现发光中心与纳米硅粒子间的内电场对于纳米硅的发光峰位振荡有着显著的影响 .发光中心与纳米硅粒子间的内电场的存在会显著减小纳米硅粒子的内部发光效率以及外部相应发光中心上的发光强度 。