检索结果-南通市图书馆

作者：娄昊楠复旦大学

学位级别：硕士

随着人类社会进入21世纪,社会的发展和科学技术的进步使人类对信息的需求越来越多,用光子作为信息的载体,采用光通讯将是下一代通讯的解决方案。铒离子(Er)内层4f电子的发光波长位于1.54μm,在光通讯和光互联方面的应用引起了人们很大... 详细信息

随着人类社会进入21世纪,社会的发展和科学技术的进步使人类对信息的需求越来越多,用光子作为信息的载体,采用光通讯将是下一代通讯的解决方案。铒离子(Er)内层4f电子的发光波长位于1.54μm,在光通讯和光互联方面的应用引起了人们很大的兴趣,如何获得高效的掺Er发光材料以及器件,以及Er在发光过程中和基质材料的作用和能量转移的物理过程,都是研究的重点。本文围绕掺Er薄膜材料发光特性,研究了掺Er HfO薄膜材料、饵铥共掺AlO薄膜材料以及掺Er富硅AlO薄膜材料,并且取得如下结果: 1.使用脉冲激光沉积(PLD)技术和离子注入(ion implantation)技术制备掺Er HfO薄膜样品。在室温下实现了掺Er HfO薄膜的光致发光,观察到了波长为1533nm的Er特征发光峰以及位于1490nm和1564nm的stark分裂峰。通过光荧光激发谱(PLE)研究了Er在HfO薄膜中的发光机制。发现除了对应于几个直接跃迁的发光峰外,样品在Er无法直接吸收激发能量产生辐射跃迁的激发波段都呈现出连续的发光现象,并且激发波长越短发光强度越大。这说明该主要的发光过程是一个间接激发的过程。通过紫外PL谱的研究和分析,我们发现在掺Er HfO薄膜内O空位起到了Er光敏中心的作用,可以有效地把外加能量传递给周围的Er。通过PLE谱还证明感光剂除了氧空位外还有其他感光剂的存在,XPS结果显示薄膜中共存有H弹质,改变测量温度研究未掺Er的薄膜的光致发光中发现了来自于Hf单质的发光,它的发光和Er的原子能级形成共振,所以我们提出了Hf单质作为Er发光的感光剂作用,实现了发光的宽谱激发。 2.通过相互独立的Er、Tm、Si和AlO靶共溅生长了不同Tm和Er浓度比例的铒铥共掺的氧化铝薄膜材料。用改变测量温度的光致发光谱对铒铥共掺的氧化铝薄膜材料进行了细致的研究。清楚的观察到了峰值在1470nm、1533nm和1800nm处的三个发光带,分别对应着Tm: H→F,Er: I→ I和Tm:F→H的跃迁。通过优化Er离子和Tm离子的浓度可以得到覆盖1.4-1.7 um波长范围的比较平坦的发光带。随着测量温度从14K升高到298K,Er离子在1533nm的发光峰的强度增大了5倍。这一现象是由于在不同测试温度下, Er和Tm离子之间复杂的能量传递过程所导致的。 3.通过磁控溅射方法,我们制备了掺Er富硅AlO多层薄膜材料。多层样品的发光强度远远大于单层样品。Er离子发光强度的增强是由于Si-NCs将能量传递给位于Er:Si:AlO和Si:AlO层中Si-NCs附近的Er离子。同时,多层样品中Er的发光强度不随温度单调变化而且室温的强度要高于14K的强度。多层样品中Er发光的这一特性将为应用于高温的掺铒波导放大器的发展提供了美好的前景。

关键词：稀土离子薄膜材料光致发光能量传递

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

掺铒Si/Al2O3多层结构中结晶形态对1.54μm发光的影响

引用

物理学报 2009年第6期58卷 4243-4248页

作者：王军转石卓琼娄昊楠章新栾左则文濮林马恩张荣郑有炓陆昉施毅南京大学物理系江苏省光电功能材料重点实验室南京210093 复旦大学物理系上海200433 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

利用脉冲激光沉积的方法制备掺铒Si/Al2O3多层结构薄膜,获得了由纳米结构的Si作为感光剂增强的Er3+在1.54μm高效发光.利用拉曼散射、高分辨透射电镜和光致发光测量研究了在不同退火温度下(600—1000℃)纳米结构Si层的结晶形态变化,及对... 详细信息

利用脉冲激光沉积的方法制备掺铒Si/Al2O3多层结构薄膜,获得了由纳米结构的Si作为感光剂增强的Er3+在1.54μm高效发光.利用拉曼散射、高分辨透射电镜和光致发光测量研究了在不同退火温度下(600—1000℃)纳米结构Si层的结晶形态变化,及对Er3+在1.54μm的发光的影响特征.研究发现最佳发光是在退火温度600—700℃.在这个条件下纳米Si的尺寸和密度,Si和Er的作用距离以及Er3+发光的化学环境得到了优化.进一步,光致发光瞬态衰减谱研究表明,当纳米Si尺寸小时,衰减遵循单指数模式(慢过程),当纳米Si尺寸大时,衰减遵循双指数模式(快过程和慢过程),其中衰减中快过程来自类体Si的对激发态Er3+去激发过程,慢过程对应典型的纳米Si体系衰减过程.

关键词：铒纳米硅能量转移氧化铝

来源：