【摘 要】
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第三代半导体SiC具有宽禁带性质(2.40~3.26 eV),可作为短波长发光材料应用于照明器件,然而SiC的间接带隙严重制约了SiC的发光性能,在室温下SiC的发光偏离近带边发射,并且发光
【机 构】
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北京工业大学激光工程研究院; 曼彻斯特大学;
【基金项目】
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国家自然科学基金(51575013,51275011)
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第三代半导体SiC具有宽禁带性质(2.40~3.26 eV),可作为短波长发光材料应用于照明器件,然而SiC的间接带隙严重制约了SiC的发光性能,在室温下SiC的发光偏离近带边发射,并且发光效率受到了限制。针对这一特点,我们首次提出了利用超快激光表面改性方法实现对SiC发光性能的调控。我们根据激光诱导等离子体在空气环境下诱导生成与膨胀运动的性质,研究确定了表面改性过程的产生条件。采用皮秒脉冲超快激光,使用功率密度达0.75TW/cm-2的激光束诱导SiC表面产生激光等离子体,对SiC表面进行发光性能的改性研究。我们针对激光改性层的表面形貌、结晶性质、物质组成及成键状态等性质进行了表征,确定了SiC表面激光改性层是以缺陷态跃迁作为主要发光机理;并根据光谱测试结果给出了一系列相关缺陷的发光带,激发带及荧光寿命的信息。本研究可以为超短脉冲激光在半导体与照明产业中的应用提供新的思路。
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