硅基发光材料的光致发光和电致发光研究

作     者：叶春暖 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姚伟国;吴雪梅

授予年度：2002年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：射频磁控溅射 光致发光 电致发光 发光中心 重原子效应 

摘      要：本论文采用射频磁控溅射方法制备了Si-SiO薄膜、Ge-SiO薄膜以及相应的掺Al的Si-SiO薄膜和Ge-SiO薄膜，测量了它们室温下的光致发光(PL)谱和电致发光(EL)谱，采用XPS、XRD、FTIR对薄膜的结构和组分进行了表征。 在290nm波长光的激发下，所沉积的Si-SiO薄膜和掺Al的Si-SiO薄膜发出峰位在370nm、410nm、470nm、510nm附近的光;Ge-SiO薄膜发光峰位在365nm、410nm、463nm和510nm附近，掺Al的Ge-SiO薄膜除位于510nm附近的发光几乎没有，其余的发光峰位与Ge-SiO薄膜发光峰位对应，但掺Al的薄膜的发光强度均比未掺Al的强。所有样品的EL谱在正向偏压大于6V时均只有一个位于510nm的峰位。 结合PLE谱和薄膜结构以及退火对发光峰位影响方面的分析，认为光发射均是通过薄膜基质中的发光中心实现的，有的发光也与类似纳米颗粒的原子团簇有关。从对应的发光中心的激发能角度解释光致发光和电致发光的差异。掺Al的薄膜样品发光比其他未掺Al样品均强，而发光峰位没有明显变化，一方面说明掺入适量的金属(如Al)可以提高其发光强度，另一方面说明Al的掺入没有改变薄膜中的发光中心结构;掺Al的电致发光样品的启动电压降低，为硅基发光材料走向实用化提供了一条有效的途径。