基于碳氧化硅體系發(fā)光材料的構(gòu)建與發(fā)光特性研究.pdf

1、在過去的幾十年，硅基發(fā)光材料由于其在硅基光電子集成領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景而備受關(guān)注。目前，硅基發(fā)光材料研究主要集中在Si-SiOx、Si-SiNx和Si-SiCx體系，其中，在Si-SiOx體系已實(shí)現(xiàn)高效率的熒光發(fā)射和光增益。盡管硅基發(fā)光材料的研究已取得巨大進(jìn)步，但對(duì)于實(shí)際應(yīng)用而言，目前其發(fā)光效率仍比較低。近年來，碳氧化硅發(fā)光材料由于其強(qiáng)光發(fā)射的光學(xué)特性而日益受到關(guān)注。本文主要通過構(gòu)建基于碳氧化硅基發(fā)光材料體系，深入研究其發(fā)光機(jī)理，探索獲取

2、高效的硅基光源材料的途徑。本論文的主要結(jié)果如下:
　　(1)利用甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)，通過調(diào)控氧氣流量低溫制備強(qiáng)光發(fā)射的碳氧化硅薄膜，研究氧組分比例對(duì)其發(fā)光特性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著薄膜中O組分比例由29％提高至48％，其主要發(fā)光峰由黃光區(qū)域逐漸向藍(lán)光區(qū)域移動(dòng)，且在室溫下肉眼可見較強(qiáng)的可見光光發(fā)射。通過結(jié)合XPS及FTIR對(duì)薄膜的化學(xué)鍵合結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們認(rèn)為薄膜的黃光發(fā)射來源于與Si-C鍵相關(guān)的缺陷態(tài)發(fā)光中心。在此

3、基礎(chǔ)上，以藍(lán)光發(fā)射的碳氧化硅薄膜為研究對(duì)象，通過進(jìn)一步的退火處理，優(yōu)化其微結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)其藍(lán)光發(fā)射，并闡明其藍(lán)光發(fā)射來源于電子-空穴對(duì)在硅相關(guān)的中立氧空位缺陷發(fā)光中心的輻射復(fù)合。
　　(2)利用磁控濺射技術(shù)制備銪離子摻雜碳氧化硅發(fā)光薄膜，通過退火熱處理實(shí)現(xiàn)Eu3+發(fā)光和Eu2+發(fā)光增強(qiáng)的可調(diào)性。經(jīng)過退火溫度低于800℃熱處理后的薄膜，其來自Eu3+紅光發(fā)射顯著增強(qiáng);隨著退火溫度的進(jìn)一步提高，發(fā)光轉(zhuǎn)變?yōu)橛蒃u2+發(fā)光中心主導(dǎo);當(dāng)退火