论文部分内容阅读
(1) Er、Tm和Si共掺杂ZnO薄膜的研究为了实现在ZnO半导体材料中的宽带发光,我们了研究宽带敏化剂纳米硅对宽带谱的影响,我们制备了Er:Si:ZnO(40nm)/Tm:Si:ZnO(40nm)双层膜和Er：ZnO(40nm)/Tm:ZnO(40nm)双层膜。经过900℃退火的Er:Si:ZnO/Tm:Si:ZnO双层薄膜和Er:ZnO/Tm:ZnO双层薄膜都实现了宽带发光并且前者比后者的发光强度增强了一个数量级。不同深度的XPS和TEM显示：在Er:Si:ZnO/Tm:Si:ZnO薄膜中,Er和Tm扩散至整个ZnO薄膜,原有的双层膜变为单层膜(Er:Tm: Si:ZnO)并且形成纳米硅颗粒(Si-NCs)。我们对退火后的Er:Tm:Si:ZnO(80nm)做了变温的PL谱测量并提出可能的Er, Tm和Si-NCs间能量相互转换的机制。(2) Si-NCs对Er的发光增强的机制我们用磁控溅射的方法制备出Er、Si共掺杂A1203的多层膜结构：{[Er:Al2O3(6nm)/Al2O3(2nm)/Si:Al2O3(4nm)]×10}和Er掺杂Al2O3:[Er:Al2O3(60nm)]的单层膜结构。在用能直接激发Er的488nm和795nm的激光激发下,多层膜的光致发光(PL)强度比单层膜的发光强度增强了20多倍。在用不能激发Er的476nm的激光激发下,多层膜和单层膜几乎都看不到发光。这说明多层膜发光强度的增强并非来自于Si-NCs对Er的能量传递作用而是Er的无辐射退激发的减少。从而说明Si-NCs对Er发光的增强作用不仅可以通过能量的传递,还可以通过减少Er的无辐射退激发。(3)A1203多层膜结构发光特性的退火效应我们用三种方式对A12O3多层膜进行退火：1.快速退火40秒；2.普通退火30分钟；3.先快速退火40秒再普通退火30分钟。我们发现两次退火的可以形成更强的发光强度。其原因可能是由于其更好的促进Si-NCs的形成。