離子注入結(jié)合熱退火方法制備SiO-,2-：Er薄膜及其微結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性研究.pdf

1、Er3+第一激發(fā)態(tài)到基態(tài)的躍遷發(fā)出的光波長為1.54 μm，正好對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)石英光纖的損耗窗口，因此，摻Er的SiO2在通訊應(yīng)用方面有誘人的前景。同時(shí)，Er3+離子摻雜材料也是重要的綠光發(fā)光材料。離子以其高純度的特點(diǎn)，也成為一種重要的材料制備方法。 我們利用離子注入結(jié)合熱退火方法制備SiO2：Er3+樣品。以微區(qū)拉曼光譜、吸收光譜、X射線光電子能譜等手段對其進(jìn)行表征，并進(jìn)行了室溫和變溫的光致發(fā)光性質(zhì)測量。 通過微區(qū)拉曼光譜

2、，可以看到SiO2的特征峰，證明離子注入沒有引起SiO2結(jié)構(gòu)上明顯的變化。在室溫下，通過吸收光譜可以得到來自于Er3+的微弱的吸收，分別來自于4G11/2和4F7/2。在XPS能譜中，可以看到，對應(yīng)900℃退火樣品的譜線的半高寬略大于另外兩條，而且，在大約99.5 eV的位置出現(xiàn)高于另外兩條譜線的肩膀。可以得出結(jié)論，SiO2的退火過程中，表面會(huì)有少量Si和SiO生成。同時(shí)，對1000℃退火的樣品，還可以看到Er3+的揮發(fā)。 以A

3、r+激光器488 am(2.54 eV)激光線作為激發(fā)光光源，可以得到綠光及紅外光發(fā)射。在525 nm及550 nm附近觀察到兩個(gè)發(fā)光帶，分別來自于Er3+的4S3/2→4F15/2和ZH11/2→4F15/2的躍遷，紅外區(qū)的發(fā)射來自于4F13/2→4F15/2。對于不同溫度退火的樣品，其發(fā)光強(qiáng)度不同。結(jié)合拉曼光譜和XPS能譜，可以得出，900℃退火樣品發(fā)光較強(qiáng)的原因與Er3+所處環(huán)境的對稱性降低，使原來禁戒的電偶級躍遷解除。