本文關(guān)鍵詞：摻雜碳氧化硅薄膜的制備與發(fā)光特性研究

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【摘要】：光電子集成技術(shù)的不斷發(fā)展,使硅基發(fā)光材料成為廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。近幾十年來,各國學(xué)者對(duì)硅基發(fā)光材料和相關(guān)器件進(jìn)行了研究。研究主要集中在如多孔硅,Si-SiO_x,Si-SiN_x,Si-SiO_xN_y等低維納米結(jié)構(gòu)材料上。但是,這些材料在實(shí)現(xiàn)較高發(fā)光效率方面存在不同程度的不足,限制著硅基發(fā)光材料的應(yīng)用。近年來,SiO_xC_y因具有較強(qiáng)白光發(fā)射特性引起了各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。SiO_xC_y是一種理想的稀土離子摻雜的母體材料,而且SiO_xC_y能很好地控制硅基薄膜中載流子的注入。因此SiO_xC_y在硅基光電集成領(lǐng)域是一種具有應(yīng)用價(jià)值的光源材料。本文主要對(duì)摻雜(碳,氮,氧和稀土離子)硅基薄膜的制備與發(fā)光特性進(jìn)行了研究,研究內(nèi)容如下:(一)利用甚高頻-等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(VHF-PECVD)技術(shù),以硅烷(SiH_4),甲烷(CH_4),氧氣(O_2)和氨氣(NH_3)等前驅(qū)體在為反應(yīng)氣體,沉積通過調(diào)控氨氣流量制備若干氮摻雜SiO_xC_y薄膜。分析薄膜的光致發(fā)光光譜,FTIR光譜以及XPS的測(cè)量結(jié)果,發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控Si O_xC_y薄膜中的氮含量,薄膜中缺陷發(fā)光中心會(huì)發(fā)生變化,并能夠?qū)崿F(xiàn)較強(qiáng)的白光發(fā)射。利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)制備了碳摻雜氮氧化硅膜,其中以硅烷(SiH_4),甲烷(CH_4),氧氣(O_2)和氨氣(NH_3)作為前驅(qū)體。通過調(diào)節(jié)甲烷流量,制備了不同碳含量的SiO_xN_y薄膜。分析光致發(fā)光光譜和激發(fā)光譜結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過調(diào)控薄膜中的碳含量,發(fā)光法強(qiáng)度的增強(qiáng),且發(fā)光強(qiáng)度與碳含量的增加具有相同趨勢(shì)。(二)利用磁控濺射系統(tǒng)制備銪離子摻雜Si O_xC_y薄膜。分析發(fā)現(xiàn)銪摻雜SiO_xC_y薄膜的光致發(fā)光光譜中具有明顯的藍(lán)光發(fā)光峰和紅光發(fā)光峰組成。通過改變?yōu)R射功率實(shí)現(xiàn)對(duì)SiO_xC_y薄膜中銪離子的含量調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。分析光致發(fā)光圖可以發(fā)現(xiàn),隨濺射功率的增強(qiáng)藍(lán)光發(fā)光峰逐漸減弱,而紅光發(fā)光峰逐漸增強(qiáng)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)紅光增強(qiáng)主要原因是存在從主體材料的缺陷態(tài)到Eu~(3+)離子的能量轉(zhuǎn)移。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O484

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1 鄒重基,鄒元q，

本文編號(hào)：1265853