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氮化镓发光二级管蓝光转换材料的合成和发光性质

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物理化学学报 2003年第3期19卷 226-229页

作者：姚光庆冯艳娥段洁菲林建华北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学与应用国家重点实验室北京100871

合成了Ce3+掺杂的稀土石榴石结构复合氧化物体系(Y1-xGdx)3Al5O12、(Y1-xLux)3Al5O12、(Y1-xLax)3Al5O12、(Y1-xYbx)3Al5O12和(Y1-xTbx)3Al5O12.重点研究了(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce3+和(Y1-xLux)3Al5O12:Ce3+两个体系的晶体结构和发光性质.这些体系都具有立方石榴石结构.(Y1-xGdx)3Al5O12:Ce3+体系随Gd取代Y,晶胞参数略有增加.荧光光谱的发射波长随Gd浓度增加发生红移,当x=0.5时发射波长达到最大值(560nm),并不再随Gd含量增加而变化.(Y1-xLux)3Al5O12:Ce3+的晶胞参数随Lu取代Y而减小,但均保持了立方石榴石结构.荧光光谱的发射波长随Lu3+的增加向短波方向移动,Lu3Al5O12:Ce3+的发射波长的峰值为520nm,体系的蓝移量是20nm.利用分离发光中心的位形坐标模型对波长的移动作了定性解释.这两个体系的发射波长的可调节特性,对改善与氮化镓发光二极管(LED)匹配的蓝光转换材料的色坐标、色温等显色性质具有重要意义.

关键词：氮化镓发光二极管(LED) 蓝光转换材料稀土石榴石发光蓝移红移位形坐标

AU/(SI/SIO_2)/P-SI薄膜中电流及电致发光机制的分析

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光电子．激光 2006年第2期17卷 135-138页

作者：张开彪马书懿马自军陈海霞西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

用射频磁控溅射法制备了具有AU/(SI/SIO2)/P-SI结构的样品,利用I-V特性曲线和电致发光(EL)谱对载流子的输运及复合发光过程进行了研究,用位形坐标理论模型分析的结果表明,在SIO2薄膜中存在2个由于缺陷而形成的发光中心,AU膜中的电子和P... 详细信息

用射频磁控溅射法制备了具有AU/(SI/SIO2)/P-SI结构的样品,利用I-V特性曲线和电致发光(EL)谱对载流子的输运及复合发光过程进行了研究,用位形坐标理论模型分析的结果表明,在SIO2薄膜中存在2个由于缺陷而形成的发光中心,AU膜中的电子和P型SI中的空穴在较高的电场下以FOWL-ER-NORDHEIM(F-N)隧穿方式进入SIO2薄膜,并通过其中的缺陷中心复合而发光。

关键词：射频磁控溅射 Fowler-Nordheim(F-N)隧穿位形坐标

Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光机制研究

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功能材料 2007年第1期38卷 142-143,147页

作者：陈彦马书懿西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

用射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层膜,在室温下测量了Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光。利用位形坐标模型分析了锗/氧化硅纳米多层膜的发光中心,并用量子限制-发光中心模型对该纳米结构的电致发光过程作了研究,研究... 详细信息

用射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层膜,在室温下测量了Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光。利用位形坐标模型分析了锗/氧化硅纳米多层膜的发光中心,并用量子限制-发光中心模型对该纳米结构的电致发光过程作了研究,研究表明锗/氧化硅纳米多层膜的电致发光主要来自SiO2层的发光中心。

关键词：锗/氧化硅纳米多层膜电致发光位形坐标量子限制发光中心

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C镶嵌SiO2薄膜电致发光谱的数值分析

功能材料 2008年第1期39卷 145-147页

作者：张国恒马书懿陈彦张汉谋徐小丽魏晋军孙小菁西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070 西北民族大学电气工程学院甘肃兰州730030

采用磁控溅射法制备了含纳米碳粒的氧化硅薄膜,在室温下测量了Au/镶嵌纳米碳粒氧化硅膜/p-Si结构的电致发光谱,电致发光谱显示,随着正向偏压的增加,来自该结构的电致发光峰位于650nm处几乎不移动,发光强度增大。利用位形坐标模型对C镶嵌... 详细信息

采用磁控溅射法制备了含纳米碳粒的氧化硅薄膜,在室温下测量了Au/镶嵌纳米碳粒氧化硅膜/p-Si结构的电致发光谱,电致发光谱显示,随着正向偏压的增加,来自该结构的电致发光峰位于650nm处几乎不移动,发光强度增大。利用位形坐标模型对C镶嵌SiO2薄膜的电致发光谱进行了分析,结果表明该结构的电致发光谱存在1.8和2.0eV左右的两个发光中心,分别来自SiO2层的非桥氧空位和纳米C团簇。

关键词：磁控溅射纳米碳粒电致发光位形坐标

退火温度对NaGd(WO4)2：Eu^3＋荧光粉发光特性的影响

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河北大学学报（自然科学版） 2015年第1期35卷 21-26页

作者：李志强于芳李晓东韩博宁杨艳民河北大学物理科学与技术学院河北省光电信息材料重点实验室河北保定07l002河北保定071002

采用水热法合成了NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉.采用XRD、热失重与差热分析、荧光光谱图表征样品的结构和发光特性.结果表明,样品未经退火处理时,在266nm激发光激发下,300~600nm处有一WO2-4产生宽带发射带和Eu3+在614nm处产生的红光.发光特性... 详细信息

采用水热法合成了NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉.采用XRD、热失重与差热分析、荧光光谱图表征样品的结构和发光特性.结果表明,样品未经退火处理时,在266nm激发光激发下,300~600nm处有一WO2-4产生宽带发射带和Eu3+在614nm处产生的红光.发光特性证实NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉可用于制造单基质的白光LED.随着退火温度的升高,样品由WO2-4产生的宽带发射带逐渐减弱直至消失,最后在800℃退火的NaGd(WO4)2:Eu3+荧光粉在614nm处产生红光.从理论上分析了WO2-4的发光机理.

关键词：水热法退火温度位形坐标 WOi

Au/(Si/SiO2)/p-Si结构中载流子输运及电致发光机制的研究

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Au/(Si/SiO2)/p-Si结构中载流子输运及电致发光机制的研究

作者：张开彪西北师范大学

学位级别：硕士

随着信息技术的迅猛发展，用光代替电子作为信息的载体，加快信息的传递速度，已成为光通讯技术和光电子计算机发展的必然趋势。由于硅材料和硅平面工艺是超大规模集成电路的核心和关键，直至目前，任何半导体材料都无法取代它的作用和... 详细信息

随着信息技术的迅猛发展，用光代替电子作为信息的载体，加快信息的传递速度，已成为光通讯技术和光电子计算机发展的必然趋势。由于硅材料和硅平面工艺是超大规模集成电路的核心和关键，直至目前，任何半导体材料都无法取代它的作用和地位。因而探索硅的可见发光是材料科学和光电子科学领域中多年来没有解决而又意义重大的研究课题。由于二氧化硅是硅集成电路的钝化膜和介质膜，与硅平面工艺完全兼容，如果能实现纳米硅／二氧化硅体系的有效发光，就可以实现光电集成。为了探索制备理想的发光材料的最佳工艺和方法，并且从理论上认清其发光的机制，对优化材料的适用条件和制备手段进行指导。在本论文中，我们小组主要用射频磁控溅射技术制备了Au／(Si／SiO)／P-Si结构的样品，测定了样品在室温下的Ⅰ-Ⅴ特性曲线以及不同电压下的电致发光谱。对其电致发光的内在机制进行了研究。对载流子输运机制的研究，主要是用隧穿模型和热电子发射模型对测得的Ⅰ-Ⅴ特性曲线进行分析。结果表明在较高的电场下，Au／(Si／SiO)／p-Si结构的Ⅰ-Ⅴ曲线随Fowler-Nordheim规律变化，陷阱对电流的影响不明显，电流受电压和温度以及薄膜的厚度影响比较明显。但在低场范围和反向偏压下，电流主要以热激发的形式产生。对电致发光机制的分析，是用位形坐标理论模型对实验结果做了数值拟合，所得的数值结果表明，发光并不是来自于纳米硅层的带间复合，而是来氧化硅层中的一些缺陷形成的发光中心。电极和纳米硅层中被激发的电子和空穴通过隧穿进入氧化硅层，通过这些发光中心复合而发光。

关键词：射频磁控溅射 Fowler-Nordheim隧穿电致发光位形坐标

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稀土掺杂铝酸盐材料制备及其发光性能研究

稀土掺杂铝酸盐材料制备及其发光性能研究

作者：张艳芳天津理工大学

学位级别：硕士

稀土离子激活的铝酸盐发光材料以其所具有的发光效率高、化学性质稳定,相对成本较低等优点,一直倍受人们的重视,并得到了广泛的应用。从目前的研究和制备状况来看,高温固相法仍是制备铝酸盐体系十分有效的首选途径,但是固相法合成铝酸... 详细信息

稀土离子激活的铝酸盐发光材料以其所具有的发光效率高、化学性质稳定,相对成本较低等优点,一直倍受人们的重视,并得到了广泛的应用。从目前的研究和制备状况来看,高温固相法仍是制备铝酸盐体系十分有效的首选途径,但是固相法合成铝酸盐发光材料具有原料混合不均匀和得到的产物团聚结块严重的缺点。此外,商品化的铝酸盐荧光粉的性能在实际应用中仍有不足之处,例如灯用荧光粉随着工作环境温度的升高,常常会出现发光亮度下降,色坐标偏移等劣化现象,最终导致粉体性能的下降,影响器件的使用寿命。本文工作主要围绕如何改善固相法合成的荧光粉的性能,优化制备工艺方案,以及探讨荧光粉的光衰机理等方面展开,获得的成果如下: 1.在高温固相法合成YAG:Ce黄色荧光粉过程中,首次采用柠檬酸三钠作为助熔剂与(NH)HPO和HBO共同作用,通过对样品的晶体结构、形貌和光谱测试分析,表明柠檬酸三钠在一定程度上能更好的起到助熔的效果,具有良好的分散特性,并能减小粉体的硬度。实验结果表明,当激活剂Ce的加入量为0.06 mol,Y/Al配比为2.94:5,且硼酸,磷酸氢二铵和柠檬酸三钠的掺杂质量分数比为2.0:1.5:2.0时,能够获得晶相单一,颗粒分散均匀,且发光性能优良的YAG:Ce黄色荧光粉。 2.研究了温度对YAG:Ce荧光粉的激发与发射光谱的影响,发现随着温度的升高,在342 nm和460 nm的不同波长激发下,其发光猝灭的快慢不同。采用位形坐标模型对YAG:Ce荧光粉的热猝灭现象给予了定性的讨论,并根据经典的热猝灭公式,分别对不同激发条件下的发光强度与温度关系的变化数据进行拟合,得到了342 nm和460 nm不同激发波长下对应的激活能分别为ΔE=0.303 eV和ΔE=0.259 eV。研究了Al的不同含量对YAG:Ce荧光材料的荧光光谱,发光寿命和热释光谱特性的影响,结果表明Al的微量变化会影响电子陷阱俘获载流子数目的能力,使得最终产物的发光强度和Ce的寿命都有明显的降低。 3.采用复合法制备了三价Tb离子掺杂的SrAlO荧光材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光度计分别分析了样品的晶体结构、颗粒形貌和光谱特性。与一步固相法和燃烧法相比,该方法获得的样品在结晶度和粒子形貌上均有很大的改善,并且光谱强度也得到很大的提高,为优化制备工艺开辟了新的途径。

关键词：铝酸盐高温固相法 YAG:Ce3+ 变温光谱位形坐标 SrAl2O4:Tb3+

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杂质中心吸收宽带的电声子耦合问题(Ⅰ)

物理学报 1965年第3期 481-495页

作者：李荫远褚克弘中国科学院

将晶格振动的平面波线性组合得到一组充分反映杂质格位对称性的正则模(对称“驻波”)。任一对称类型的驻波的频谱分布只与整个格波的频谱分布差一个常数因子。使用对称分析得出电声子耦合导致杂质中心吸收或荧光带变宽的位差效应中的对... 详细信息

将晶格振动的平面波线性组合得到一组充分反映杂质格位对称性的正则模(对称“驻波”)。任一对称类型的驻波的频谱分布只与整个格波的频谱分布差一个常数因子。使用对称分析得出电声子耦合导致杂质中心吸收或荧光带变宽的位差效应中的对称驻波选择定则,指出参与电声子耦合的声子的频率基本上遍布于全部格波的频谱,并且定性地估计了纵波声子的耦合强度对波长的函数关系的轮廓;从而对Williams位形坐标理论的本质作出了批判性的阐述。其次,讨论了在掺有铁族元素的刚玉晶体的宽带上出现先行线(或称系列线)的问题,指出了一般文献在这一问题上存在着的某些错误概念和格波频谱上临界点(k=0的除外)与先行线之间可能有的联系。文中也给出了有关对称驻波的数学分析,并以具体图象表明了对称驻波与孤立集团模型中的振动模之间的联系。

关键词：杂质中心光频支声频支电声子耦合李荫远位形坐标格位对称性宽带

含纳米硅的SiO_2薄膜电致发光的数值分析

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西北师范大学学报（自然科学版） 2005年第5期41卷 37-39页

作者：张开彪马书懿马自军陈海霞西北师范大学物理与电子工程学院甘肃兰州730070

考虑到薄膜中存在的缺陷对发光的影响,采用位形坐标为理论模型,对用射频溅射法制备的具有Au/(Si/SiO2)/p-Si结构样品的电致发光谱进行了数值分析.数值结果表明,在SiO2薄膜中存在2个缺陷中心,电子和空穴就是通过这些缺陷中心复合而发光.... 详细信息

考虑到薄膜中存在的缺陷对发光的影响,采用位形坐标为理论模型,对用射频溅射法制备的具有Au/(Si/SiO2)/p-Si结构样品的电致发光谱进行了数值分析.数值结果表明,在SiO2薄膜中存在2个缺陷中心,电子和空穴就是通过这些缺陷中心复合而发光.这一结论与实验符合得很好,并与量子限制效应-复合中心发光的理论结果相一致.

关键词：含纳米硅的二氧化硅薄膜电致发光位形坐标