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单晶硅是间接带隙半导体材料,它的带隙宽度Eg=1.1eV,作为发光器件材料在光电子领域中的应用受到一定限制。1990年,英国科学家Canham首次观察到室温下多孔硅强的可见光光致发光,并用量子限域效应进行了解释,使多孔硅迅速成为世界范围内的研究热潮。经过十几年的研究,多孔硅的制备和性能研究都有了很大进展,但仍然有许多重要问题没有解决,如光致发光效率极低,发光寿命很短等。本文主要通过研究Zn<2+>的扩散、锡的溅射及聚苯胺(PANI)的嵌入等对多孔硅的光致发光性能的影响来找到增强多孔硅的光致发光强度的方法。
论文用快扩散方式把Zn<2+>掺入到单晶硅中,再用阳极电化学腐蚀方法把样品腐蚀成多孔硅。利用荧光分光光度计测试了样品的光致发光特性,结果表明扩散有Zn<2+>的多孔硅的光致发光谱,峰位几乎没有改变,但强度明显增强,谱峰有所展宽。并分别利用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪研究了多孔硅薄膜的表面形态和样品的红外吸收光谱,论文通过对溅射锡前后多孔硅的扫描电镜(SEM)、光致发光谱(PL)和傅立叶变换红外吸收谱(FTIR)的测量和分析,讨论了锡的溅射对多孔硅光致发光的影响。结果表明,锡的溅射,并没有使多孔硅在长波长处的光致发光峰的位置及宽度有太大改变,但是使其光致发光强度明显淬灭;同时使多孔硅在短波长处的光致发光强度先增强后减弱。
论文利用多孔硅独特的微孔结构,巨大的比表面积(可达600m<2>/m<3>),很强的吸附能力和灵敏的表面光学性质等特点,将有机物聚苯胺(PANI)镶嵌其中,研究了复合膜的光学性质。试验结果表明,聚苯胺(PANI)的嵌入,使多孔硅的光致发光强度有所增强,但是并不改变多孔硅的光致发光峰位及峰宽。