纳米全硅基光电子有光子材料--多孔硅及其微腔的特性研究

摘要

该论文主要包括以下四方面关于多孔硅及其微腔的研究工作:一、首次把有效折射率方法和菲涅耳公式结合起来研究多孔硅微腔的发光特性与微腔结构参数和中心层发光峰两者的关系,为该文的主要工作--多孔硅微腔的实验设计与结果讨论提供了可靠依据.二、在国际上首次用脉冲电化学腐蚀取代常规直流腐蚀来制备第Ⅰ型多孔硅微腔,获得了层结构平整和光发射得到改进的多孔硅微腔.三?结合分子束外延技术和电化学腐蚀方法在国际上首次得到了第Ⅱ型多孔硅微腔.四、报道了把多孔硅(PS)放在稀(NH<,4>)<,2>/C<,2>H<,5>OH溶液里进行短时间浸泡之后又在紫外光(UVL)下进行辐照激发的钝化新方法,获得了发光强度增加和稳定性得到提高的多孔硅样品.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1引言

1.2多孔硅的发现与研究历程

1.3多孔硅基光电子和光子器件

1.3.1多孔硅光发射二极管

1.3.2多孔硅基光电子集成的器件原型

1.3.3多孔硅基光探测器

1.4关于多孔硅近十年研究的管窥之见

1.5本论文主要工作与创新

参考文献

第二章制样装置和测试手段

2.1制样装置

2.1.1制备单层多孔硅的实验装置

2.1.2脉冲阳极腐蚀法制备多孔硅微腔的实验装置

2.1.3可掺杂硅分子束外延(MBE)系统

2.2测试手段

2.2.1光致发光谱(PL)

2.2.2红外吸收谱(FTIR)

2.2.3扫描电子显微图(SEM)

2.2.4俄歇谱(AES)

参考文献

第三章多孔硅微腔光学特性的理论研究

3.1背景介绍

3.2结合鲁阿德方法和菲涅耳公式研究多孔硅微腔的发光特性

3.2.1多层多孔硅成为理想微腔的条件

3.2.2理论计算模型

3.2.3理论计算结论

参考文献

第四章脉冲电化学腐蚀法制备第Ⅰ型多孔硅微腔

4.1引言

4.2实验过程

4.3结果与讨论

4.3.1多孔硅微腔结构的SEM图

4.3.2窄PL峰随发射角的变化

4.3.3多孔硅微腔的PL在大气中的存放效应

4.3.4多孔硅微腔的PL谱灵敏于油分子在其孔表面的吸附和脱附

4.3.5多孔硅微腔PL峰的温度效应

4.4结论

参考文献

第五章结合分子束外延和电化学腐蚀制备第Ⅱ型多孔硅微腔

5.1引言

5.2实验设计

5.3样品制备

5.4结果与讨论

5.4.1多孔硅微腔结构的SEM图

5.4.2PL谱

5.4.3多孔硅微腔在300K和77 K的PL谱

5.4.4多孔硅微腔在激光连续照射下的PL衰减谱

5.5结论

参考文献

第六章多孔硅发光的稳定性研究

6.1引言

6.2样品制备与测量

6.3实验结果

6.3.1 光致发光（PL）谱

6.3.2 傅里叶变换红外吸收（FTIR）谱

6.3.3 俄歇谱（AES）

6.3.4 样品（2）的PL峰值强度随激光连续激发的变化

6.3.5样品（3）的PL谱随温度的变化

6.4讨论

6.5结论

参考文献

博士阶段所发表文章

致谢