电化学腐蚀法制备纳米硅薄膜的结构和发光特性的研究.pdf

苏州大学
硕士学位论文
电化学腐蚀法制备纳米硅薄膜的结构和发光特性的研究
姓名:严勇健
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:吴雪梅;诸葛兰剑
20040501
摘要本论文采用电化学腐蚀法制各多孔硅,通过浸泡液分离多孔层后,在表面形成丰富的包裹纳米硅线和纳米孔,测量了它们室温下的光致发光谱和电致发在ǔす獾募し⑾拢掷攵嗫撞愫驪浊慷认喽苑掷肭霸加兜脑幅,峰位主要在蓝紫光范围内。经干氧退火后,发光强度随退火温度升高而增强,峰位不变;在样品表面镀上半透明膜后制备出电致发光器件,在正向偏压下样品可以长时间稳定的发出绿光⑶宜孀牌沟纳撸慷壬撸逦徊槐洌在剥离多孔层后的样品采用双离子束溅射法在表面镀一层碳膜后制备的电致发光器件,相对于未镀碳膜的样品具有更强、更稳定的发光。结合、、的结果对分离多孔层后样品的和变化进行分析后认为,分离前纳米多孔层结构的脆弱和内部成分不稳定使得多孔硅发光峰位和强度不稳定,而分离多孔层后表面形成结构和成分均很稳定的包裹纳米硅线和纳米孔,使得发光强度和稳定性都有很大的提高。用量子限制一发光中心模型等讨论了有关的发光机制。对新型硅基发光材料进行了探索。电化学腐蚀光致发光电致发光发光中心多孔硅光谱,采用、、对样品表面的结构和组分进行了表关键词作指导教师:吴雪梅诸葛兰剑征。者:严勇健电化学腐蚀法制备纳米硅薄膜的结构和发光特性的研究摘要
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日期:趔车华幺日期:遥浚后苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明学位论文使用授权声明学位论文独创性声明州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承担本苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权苏州大学学位办办理。本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得苏声明的法律责任。研究生签名:文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的研究生签导师签名
些些兰堕塾望塑墨苎燮堡堕堕塑塑丝垄鳖丝堕堕壅第一章引言硅基发光材料研究的背景及意义墨二童童包括纳米多孔,由膜、电び肭饣蔷猄篐は馇一旦这些材料能够实现高效率和高稳定度的光致发光和电致发光,很有越来越多的工作近来集中到了硅基的光电集成上,在芯片间的光互连薄⒉⑿写理以及硅片的光集成上,硅基光电集成技术都具有重要的意义。传统微电子技术中信息的载体是电子,随着信息技术的高度发展,它已严重限制了信息处理的速度和能力。子集成。前两种应用的前提是需要~个能够工作在陨系墓杌庠春凸馓讲馄鳌光发射器件作为芯片上光互连基本器件的组成之一,它包括硅基和非硅基发光器件很高:但由于现代的超大规模集成电路是制造在硅片上的骞琛⒄嘧魑4车奈电子技术的基础材料,它们占当前整个半导体产品的%,广泛应用于计算机和各种电子产品又梢岳孟钟械耐晟频墓杵矫婕傻缏芳际酰淙还枋羌浣哟栋导体,发光效率很低,研究硅基发光材料无论是从技术发展还是经济效益看都是比较人类进入信息时代,信息科学、生物工程和功能材料是未来社会的三大支柱。信息显示是信息科学的重要组成部分,是人机对话的中介,而平板显示技术又是信息时代对终端显示的基本要求。薄膜电致发光是目前主要的平板显示技术之一;无机材料的薄膜电致发光显示器具有全固体化平板显示、主动发光、视角大、分辨率高、响应速度快、抗震能力强和使用温度范围宽等优点,在科学仪器、便携式微机、航空航天和军事领域具有广阔的应用前景。目前报道的关于薄膜电致发光所需的启动电压偏硅基纳米发光材料是近年迅速发展起来的一类新型光电信息材料,在未来的硅发光二极管,硅激光器以及硅基光电子集成技术中具有潜在的重要应用。这些材料主要或覆盖的纳米微粒,纳米量子点以及/超晶格等。。为了推动信息产业的发展,⒐馄骷。猇族化合物都是直接带隙材料,发光效率合理的。
多孔硅发光材料研究的历史高,发光效率偏低,尤其发短波长的光需要更高的电场强度,实现全色显示有一定技术困难。这就有必要研究如何降低薄膜电致发光启动电压并同时提高发光效率和强度擅祝庹檬悄擅捉峁蛊骷淖畲蟪叨取S捎诹