硅的間接帶隙本質(zhì)致使其發(fā)光效率很低,這使得用于硅基光電集成的通信波段的波導(dǎo)放大器及高效緊湊的光源充滿挑戰(zhàn)。硅基摻鉺材料的發(fā)光波長(zhǎng)是1.5μm,剛好對(duì)應(yīng)于硅基光電集成中波導(dǎo)的最低損耗窗口,是解決以上難題的一個(gè)理想方案。但是,硅基摻鉺材料中受固溶度的限制鉺濃度一般小于10²⁰ cm^-3量級(jí),這一鉺濃度極大地限制了發(fā)光強(qiáng)度和光增益的提高。而以鉺硅酸鹽為代表的含鉺化合物中鉺離子作為組成元素,其濃度可以達(dá)到10²² cm^-3量級(jí),而且鉺硅酸鹽中所有的鉺離子均具有光學(xué)活性,由此可見(jiàn)鉺硅酸鹽這樣的含鉺化合物在硅基光電集成的光源和波導(dǎo)放大中極具應(yīng)用潛力。目前,鉺硅酸鹽材料受到發(fā)光壽命短和難以實(shí)現(xiàn)敏化這兩個(gè)困擾,遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)用的要求,還需要進(jìn)一步地優(yōu)化。本文基于提高鉺硅酸鹽發(fā)光壽命和敏化發(fā)光強(qiáng)度這兩大目標(biāo),系統(tǒng)地研究了如何通過(guò)優(yōu)化樣品微結(jié)構(gòu)來(lái)提高鉺離子發(fā)光壽命以及構(gòu)建敏化劑與鉺硅酸鹽間高效的能量傳遞體系來(lái)敏化鉺硅酸鹽發(fā)光,取得了以下主要?jiǎng)?chuàng)新結(jié)果:（1）提出了一種降低鉺離子之間相互作用減少濃度淬滅的策略來(lái)獲取長(zhǎng)發(fā)光壽命的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
第二章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 引言
    2.2 從摻雜到化合物
        2.2.1 鉺離子的光電性質(zhì)
        2.2.2 摻鉺材料
        2.2.3 硅酸鉺等鉺化合物
    2.3 硅酸鉺的發(fā)光壽命
        2.3.1 壽命濃度積
        2.3.2 硅酸鉺壽命短的原因
        2.3.3 如何提高硅酸鉺壽命
    2.4 硅酸鉺敏化發(fā)光
        2.4.1 鉺離子的敏化發(fā)光
        2.4.2 敏化硅酸鉺發(fā)光
        2.4.3 多孔硅光學(xué)性質(zhì)
        2.4.4 顆粒間能量傳遞
    2.5 存在的主要問(wèn)題
第三章 樣品的制備和研究方法
    3.1 材料制備設(shè)備
        3.1.1 旋涂?jī)x
        3.1.2 電化學(xué)腐蝕機(jī)
        3.1.3 快速熱處理爐
        3.1.4 管式熱處理爐
    3.2 材料表征方法
        3.2.1 X射線多晶衍射儀
        3.2.2 傅里葉紅外光譜儀
        3.2.3 掃描電子顯微鏡
        3.2.4 透射電子顯微鏡
        3.2.5 穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜
第四章 長(zhǎng)壽命硅酸鉺薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 樣品表征
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
        4.3.1 熱處理?xiàng)l件對(duì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)影響
        4.3.2 鉺濃度對(duì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于多孔硅框架的敏化硅酸鉺發(fā)光
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 樣品制備
        5.2.2 樣品表征
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
        5.3.1 多孔硅形貌及發(fā)光
        5.3.2 多孔硅復(fù)合鉺后結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 硅和硅氯酸鉺納米晶顆粒之間能量傳遞
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)
        6.2.1 樣品制備
        6.2.2 樣品表征
    6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
        6.3.1 薄膜微結(jié)構(gòu)和物相的變化
        6.3.2 敏化劑的發(fā)光
        6.3.3 硅氯酸鉺的敏化發(fā)光
    6.4 本章小結(jié)
第七章 高濃度摻鉺富硅氧化硅薄膜微結(jié)構(gòu)與敏化發(fā)光
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)
        7.2.1 樣品制備
        7.2.2 樣品表征
    7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
        7.3.1 薄膜中物相和微結(jié)構(gòu)隨熱處理溫度演化
        7.3.2 敏化鉺發(fā)光隨熱處理溫度的演化
        7.3.3 敏化劑發(fā)光隨熱處理溫度演化
    7.4 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)介
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它研究成果



本文編號(hào)：3670467