纳米硅上等离子体激元与光子相互作用对电子局域态及发光的调控 被引量:1 2015年 用脉冲激光制备纳米硅的过程中,在Purcell腔中会形成等离子体晶格结构,这是等离子体激元与光子相互作用的结果,其形成的等离子体晶格与Wigner晶体结构很相似。利用光致发光光谱研究局域态发光特征从而去控制纳米硅结构的发光,在氧气或氮气环境下制备纳米硅样品,由于表面键合作用形成电子局域态会产生几个特征发光峰,分别位于560、600和700 nm附近。在氧气环境下用激光照射硅晶片形成硅量子点,可以观察到样品的拉曼光谱随着测量温度的增加而产生频谱移动,这个过程伴随着声子能量的变化。温度较高时,光致发光峰强度下降,同时发射频谱变宽。在77 K时,可以观察到光致发光峰的红移,这表明局域态发光在纳米硅发光的激活起着重要作用。在带隙中产生的局域态取决于表面键合的情况,表面键合可以激活硅量子点而增强发光。在硅薄膜上掺入稀土金属镱会形成电子局域态发光,可将电致发光的波长调控进入光通讯窗口。 王刚 黄伟其 董泰阁 吴学科 秦朝建关键词:物理光学 纳米硅 光致发光 等离子体激元 局域态 热退火、激光束和电子束等作用对纳米硅制备及其局域态发光特性的影响 被引量:2 2016年 在纳米晶体硅制备的过程中,晶化处理是影响和提高纳米硅发光效率的重要制备环节.热退火、激光退火和电子束辐照是使纳米硅样品晶化的不同方式.实验表明:选取适当的晶化方式和参量对制备纳米硅晶体结构至关重要,特别是在制备硅量子点和量子面的过程中控制好参量,可以得到较高的发光效率.有趣的是,在实验中发现:当晶化时间较短(如低于20 min)时,可以获得较好的纳晶硅结构(如量子点结构),对应于较好的纳晶硅光致发光(PL)和掺杂局域态发光;当晶化时间较长(如超过30 min)时,纳米晶体硅结构被破坏,致使PL谱逐渐减弱与消失.结合热退火、激光退火和电子束辐照对纳米硅晶化过程,本文建立起晶化时间对纳米硅局域态发光影响机理的物理模型,解释了晶化时间对纳米硅局域态发光的影响. 吴学科 黄伟其 董泰阁 王刚 刘世荣 秦朝介关键词:激光退火 电子束辐照 纳米硅 “纳米硅制备及其发光性质研究成果”最新报告 2015年 “纳米硅制备及其发光性质研究成果”研究小组最近在英国《自然》杂志子刊Scientific Reports上发表研究论文 《Magic electron affection in preparation process of silicon nanocrystal》,
报道了该小组有关纳米硅的制备及其发光性质研究的最新进展。 黄伟其 刘世荣 黄忠梅 董泰阁 王刚 苗信建 吴学科 秦朝建关键词:发光性质 纳米硅 SILICON MAGIC 研究论文 硅表面硅镱键合与量子级联结构的发光 被引量:2 2015年 用纳秒强激光脉冲制备了纳米硅和硅表面的硅镱键合结构,检测了纳米硅表面硅镱键合的发光特性,并对这种结构相应的光致发光(PL)和电致发光(EL)的动力学机理进行了研究.观察到纳米硅表面硅镱键合在700nm 附近尖锐的强发光峰,结合第一性原理计算认为是硅镱键合在弯曲纳米硅表面的局域态发光;利用纳秒脉冲激光沉积技术(PLD)制备多晶硅薄膜,发现由硅镱界面的失配形成表面的突触,其上的硅镱键合产生带隙中的电子局域态,该局域态发光分布在1250~1650nm 波长范围,有增强的EL发光;用PLD方法制备硅镱多层膜量子级联结构,测量到光通信窗口的多个发光峰,并观察到随膜层数增加且发光峰增多. 董泰阁 黄伟其 黄忠梅 王刚 苗信建 吕泉 刘世荣 秦朝建关键词:电致发光