本文關鍵詞： 非晶摻氧氮化硅薄膜 局域表面等離激元 光致發(fā)光 激光退火　出處：《南京大學學報(自然科學)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用聚苯乙烯(PS)納米小球自組裝技術結(jié)合激光退火方法制備了三種不同尺寸納米銀球陣列,研究不同尺寸納米銀球陣列對非晶摻氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜的光致發(fā)光的影響.首先,在p型硅襯底上鋪有三種不同尺寸的聚苯乙烯(PS)納米小球,再采用磁控濺射系統(tǒng)蒸鍍銀薄膜,然后用激光對該銀薄膜進行處理.最后,采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)系統(tǒng)在樣品表面生長非晶摻氧氮化硅薄膜.實驗結(jié)果表明,相比于未引入納米銀球陣列的a-SiN_x∶O薄膜,引入170nm、220nm和300nm銀球陣列的a-SiN_x∶O薄膜,其光致發(fā)光強度(PL)分別增強4.6、3.1和1.3倍.樣品的原子力顯微鏡(AFM)圖像顯示,納米銀顆粒呈周期性排列且尺寸可控.熒光光譜分析表明,隨著納米銀球陣列尺寸的增加,薄膜的發(fā)光峰位出現(xiàn)了紅移.通過分光光度計UV-3600對a-SiN_x∶O薄膜的消光譜進行了測量計算.為了進一步研究不同尺寸納米銀球陣列對非晶摻氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜的光致發(fā)光的影響,對其消光譜和PL譜進行了對比分析.實驗證實了a-SiN_x∶O薄膜光致發(fā)光的增強來自于金屬銀局域表面等離激元(LSP)與a-SiN_x∶O薄膜光發(fā)射之間的耦合.
[Abstract]:Using polystyrene (PS) nanoparticles self-assembly technique combined with laser annealing method for three different sizes of nano silver array was prepared. The size of nano silver on the array of different oxygen doped amorphous silicon nitride (a-SiN_x: O) the effect of light emitting film. First of all, there are three different sizes of polystyrene in P type silicon on the substrate (PS) nanoparticles, and then steamed silver film by magnetron sputtering, and then the silver films were treated with laser. Finally, using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system for the growth of oxygen doped amorphous silicon nitride film on the surface of the sample. The experimental results show that compared to the introduction of nano silver array without a-SiN_x: O film, the introduction of 170nm, 220nm and 300nm Yinqiu array a-SiN_x: O films and its photoluminescence intensity (PL) enhanced 4.6,3.1 and 1.3 times respectively. Atomic force microscopy samples (AFM) images show that the nano silver stars The particle is arranged periodically and controllable size. The fluorescence spectra show that with the increase of silver nano array size, peak film had a red shift. The spectrophotometer UV-3600 measured and calculated on a-SiN_x: O film extinction spectrum. In order to further study the different sizes of nano silver on oxygen doped amorphous array silicon nitride (a-SiN_x: O) the effect of light emitting film, made a comparative analysis on the extinction spectrum and PL spectrum. The experiment proved that a-SiN_x: O thin film light induced enhancement of metallic silver from localized surface plasmon luminescence (LSP) coupled with a-SiN_x: O thin film light emission.

【作者單位】： 南京大學電子科學與工程學院;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(2010CB934402) 國家自然科學基金(61071008,61571221,61634003,11374153) 高等學校博士學科點專項科研基金(20130091110024) 江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程項目 江蘇省六大人才高峰項目(DZXX-001)
【分類號】：TB383.2
【正文快照】： 硅基光電子集成為集成電路產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了解決方案,其中硅基光電子集成的關鍵在于實現(xiàn)高效率的硅基光源[1-10].非晶摻氧氮化硅(a-SiNx∶O)薄膜作為一種硅基發(fā)光材料,具有發(fā)光波長可調(diào)、制備簡單等優(yōu)點,為了實現(xiàn)硅基發(fā)光材料的實際應用,a-SiNx∶O薄膜的發(fā)光效率有待提高.

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