尋找穩(wěn)定高效的硅基光源在固態(tài)照明、平板顯示、生物探測、光電互連等領域都有重要的意義。由于量子尺寸效應,硅量子點的帶隙可以在可見-紅外波段范圍內調節(jié),其室溫發(fā)光現(xiàn)象也都被實驗觀測到。利用多層膜限制性結晶得到的硅量子點材料由于與當今微納加工工藝兼容,因此在器件制備方面有其獨特的優(yōu)勢。然而,相對于表面有良好修飾的膠體硅量子點的電致發(fā)光器件,基于多層膜限制結晶的硅量子點發(fā)光器件報道多停留在簡單的“底電極/平面襯底/發(fā)光層/頂電極”結構上,其電光轉換效率較低,關于器件結構更深入細致的研究還有待進行。在本課題組先前的研究中發(fā)現(xiàn),采用微納結構襯底的硅量子點/二氧化硅多層膜電致發(fā)光器件相比于平面器件具有更高的電流注入效率和光萃取效率。因此,本論文基于微納結構襯底（硅納米線）,自下而上地構筑了經過能帶調控以及界面修飾的硅量子點/二氧化硅多層膜電致發(fā)光器件,使得器件的光電性能得到進一步的提升。論文的主要研究內容與結果說明如下:1.利用金屬輔助化學刻蝕法制得微納尺度的硅納米線,通過等離子體增強化學氣相沉積以及后續(xù)的高溫退火,在硅納米線上包覆硅量子點/二氧化硅多層膜,加入上下電極后得到硅量子點/硅納米線異質結... 

【文章頁數】：113 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 硅量子點發(fā)光的研究背景
        1.1.1 硅基光互連的背景和意義
        1.1.2 硅量子點發(fā)光的應用
    1.2 調控硅量子點發(fā)光的研究進展與現(xiàn)狀
        1.2.1 尺寸效應對硅量子點發(fā)光的影響
        1.2.2 表面狀況對硅量子點發(fā)光的影響
        1.2.3 利用摻雜對硅量子點發(fā)光的調控
        1.2.4 金屬微納結構對硅量子點發(fā)光的調控
        1.2.5 微納結構襯底對硅量子點發(fā)光的研究以及存在的問題
    1.3 本論文的研究思路及主要內容
    參考文獻
第二章 硅量子點/硅納米線電致發(fā)光器件的制備及界面鈍化
    2.1 引言
    2.2 金屬輔助化學刻蝕硅納米線的原理與方法
    2.3 原子層沉積超薄氧化鋁對硅納米線的鈍化效果
        2.3.1 硅納米線/超薄氧化鋁襯底結構的制備與表征
        2.3.2 原子層沉積超薄氧化鋁對硅納米線的化學鈍化效果
        2.3.3 原子層沉積超薄氧化鋁對硅納米線的場效應鈍化效果
    2.4 氧化鋁鈍化硅量子點/硅納米線電致發(fā)光器件的研究
        2.4.1 氧化鋁鈍化電致發(fā)光器件的制備與表征
        2.4.2 氧化鋁鈍化電致發(fā)光器件的性能表現(xiàn)與原理分析
    2.5 本章小結
    參考文獻
第三章 利用銀納米顆粒實現(xiàn)對硅量子點/硅納米線電致發(fā)光器件的光電調控
    3.1 引言
    3.2 銀納米顆粒修飾的發(fā)光器件的制備與表征
        3.2.1 發(fā)光器件的制備流程及銀納米顆粒的形成機制
        3.2.2 銀納米顆粒在核殼結構器件中的分布
    3.3 局域表面等離子體共振對器件光致發(fā)光的影響
    3.4 銀納米顆粒對器件電致發(fā)光的影響
        3.4.1 器件電致發(fā)光性能表現(xiàn)
        3.4.2 銀納米顆粒增強電致發(fā)光的機制分析
    3.5 本章小結
    參考文獻
第四章 硅量子點/硅納米線電致發(fā)光器件的頂電極優(yōu)化和能帶設計
    4.1 引言
    4.2 電致發(fā)光器件的頂電極優(yōu)化
        4.2.1 金過渡層的制備與表征
        4.2.2 頂電極優(yōu)化的器件性能
    4.3 電子傳輸與空穴阻擋層的引入
        4.3.1 氧化鈦作為電子傳輸與空穴阻擋層的可行性研究
        4.3.2 引入超薄氧化鈦的電致發(fā)光器件的表征
        4.3.3 引入超薄氧化鈦的電致發(fā)光器件的性能表現(xiàn)與原理分析
    4.4 本章小結
    參考文獻
第五章 硼摻雜富硅碳化硅薄膜對硅量子點/硅納米線發(fā)光器件的初步應用
    5.1 引言
    5.2 硼摻雜富硅碳化硅薄膜的制備與表征
    5.3 硼摻雜富硅碳化硅薄膜的光電特性
        5.3.1 硼摻雜富硅碳化硅薄膜的光學特性
        5.3.2 硼摻雜富硅碳化硅薄膜的電學特性
    5.4 硼摻雜富硅碳化硅對器件發(fā)光的影響及分析
        5.4.1 引入硼摻雜富硅碳化硅的發(fā)光器件的制備
        5.4.2 硼摻雜富硅碳化硅對器件光致發(fā)光的影響及分析
        5.4.3 硼摻雜富硅碳化硅對器件電致發(fā)光的影響及分析
    5.5 本章小結
    參考文獻
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展塱
博士階段研究成果
致謝



本文編號：3657137