一、掺铒硅基材料发光的新途径（论文文献综述）
傅乾毓[1]（2016）在《掺铒SiOx及硅酸铒薄膜的敏化发光研究》文中认为随微电子工业的迅猛发展,集成电路中晶体管集成度的不断提高,传统金属互连导致功耗增加、器件发热,传输延迟、信号层间串扰等一系列问题已经成为制微电子工业发展的瓶颈。用光子取代传统的电子作为信息载体的光互连被认为是一种有效的解决途径,而发展与当前集成电路制造工艺相兼容的高效硅基光源则是实现这一途径的关键。由于铒离子的红外发光正好对应光纤通讯的最小损耗窗口,且基于铒发光器件的制备工艺与标准CMOS工艺相兼容,使得掺铒硅基材料成为硅基光源的理想候选材料,引起了广泛的研究。本论文利用电子束蒸发法制备了不同铒掺杂浓度的富硅氧化硅薄膜（SROEr）,然后通过合适的热处理条件引入了稳定的发光中心,实现高效敏化铒离子发光,同时研究了铒离子发光的温度特性。进而,通过对比不同的热处理方式,优化了高浓度掺铒条件下薄膜的发光,并且得到了硅酸铒析出所需的条件。最后,研究了不同晶体结构硅酸铒的光学性能以及实现了硅酸铒的敏化发光。取得如下主要成果：（1）通过电子束蒸发法制备了低富硅量且含有大量发光中心的SROEr薄膜,随着热处理温度从500℃到900℃,发光中心不断演变,且均可以观察到铒离子的敏化发光,并在900℃热处理样品获得了最强的铒离子的发光。（2）通过比较铒离子的激发速率与掺杂浓度,半定量地证实了低温（<1100℃）热处理的掺铒富硅氧化硅薄膜中,具有原子尺度的发光中,心相对于纳米硅对于铒离子具有更高效的敏化作用。对900℃热处理样品进行了变温PL研究,证实了铒离子发光具有良好的温度稳定性,并且发光中心敏化铒离子是一个声子辅助的能量传递过程。（3）在1021cm-3量级的铒掺杂浓度下,提高快速热处理温度可以提高光学活性铒离子的浓度。快速热处理相对于常规热处理可以在薄膜中保留更多的发光中心,有助于高浓度掺铒富硅氧化硅薄膜中铒离子的发光。而常规热处理2小时则导致掺铒浓度为2.0×1021cm-3的薄膜中析出晶态的硅酸铒（Er2Si207）,并且纳米硅析出在其中起到诱导作用。（4）通过电子束蒸发法制备了层状硅酸铒Er2Si2O7,在1100℃和1150℃热处理温度下分别为y相和α相。通过分析两种晶相硅酸铒的光学性质,发现y-Er2Si207光学性质要优于(（?）-Er2Si2O7。（5）相比于不含有Si薄层的硅酸铒样品,薄膜制备过程中引入Si薄层显着增强了硅酸铒中Er3+的发光,这表明Si薄层的引入对硅酸铒的发光起到了明显的敏化作用。但薄膜中铒浓度降低抑制了硅酸铒结晶层的形成,且导致了薄膜中形成α-Er2Si2O7,不利于硅酸铒的敏化发光。
韦冬,王茺,杨宇[2]（2011）在《离子注入诱导硅材料发光的研究进展》文中研究表明阐述了采用离子注入技术在硅晶体（Si）中形成缺陷的发光机制,综述了离子注入诱导硅材料发光的研究进展,包括稀土离子掺入硅晶体形成稀土杂质中心发光,Ⅳ族元素C、Ge离子注入Si/SiO2形成等离子缺陷中心发光,以及B、S、P等常规离子注入硅晶体的缺陷发光,其中重点介绍了Si离子自注入诱导硅材料发光的研究现状,最后展望了硅基材料发光的未来发展。
周治平,王兴军,冯俊波,王冰[3]（2009）在《硅基微纳光电子系统中光源的研究现状及发展趋势》文中认为综合微电子学及微纳光学的优势,硅基微纳光电子学正在快速走向实用阶段。与微电子制造技术兼容的微纳光子器件,包括调制器、探测器、分束器以及耦合器等均取得了重要的突破。但硅基微纳光源的研究则仍处在探索阶段。外部光源在多大程度上能代替片上光源?片上光源的最佳选择是什么?介绍、分析了目前硅基微纳光源的研究现状及进展,并对片上光源的研究趋势进行展望。
何桢[4]（2009）在《富nc-SiC的SiO2薄膜制备及其发光特性的研究》文中研究表明SiC作为第三代半导体材料,其结构稳定,有较高的击穿电场、热导率、电子饱和速率、抗辐射能力以及较宽的禁带宽度,适合制作高温、高频、大功率及抗辐射器件,并因其优秀的光电性能,成为光电集成领域的优选材料。本文采用射频磁控反应溅射和高温相分离技术作为制备方法,并结合傅里叶红外吸收光谱（FTIR）以及光致发光光谱（PL）等测试手段,对薄膜的结构和发光特性进行了分析研究。首先,分别选用乙炔或甲烷作为溅射气氛中的活性反应气体,探讨了制备富SiC薄膜的基本工艺条件。随后,选用氧气作为反应气体,成功制备了富nc-Si的SiO2薄膜材料,得到了880nm左右的红外光致发光,并在此基础上增加甲烷作为反应气体,制备了富nc-SiC的SiO2薄膜材料,发现样品在565nm左右给出较强的光致发光。我们分析了其红外吸收光谱及光致发光特性,对富nc-SiC的SiO2薄膜的生成过程进行了简化和等效,并通过实验对其进行了验证。
陶镇生[5]（2008）在《硅基红外发光材料研究》文中认为1.6μm波长的光由于与硅光纤低色散和低损耗的波长一致,以及极好的人眼安全特性,因此在光纤通信、光传感定位和中红外参量振荡的抽运源等领域有着广阔的应用前景。结合现有的半导体工艺,如何将红外发光材料与硅基结合制成硅基红外发光器件是进一步发展光电子学的关键,也是现在研究的热点之一。其中,GeSi量子点和掺Er薄膜作为发光材料的研究已经取得了一定的进展,并且具有很好的发展前景。本文研究了GeSi量子点结构以及掺Er的HfO2薄膜的光电特性,并且取得如下结果:1.使用分子束外延（MBE）系统在Ge0.3Si0.7应变合金层上自组织生长GeSi量子点。通过原子力显微镜（AFM）的形貌分析,发现在应变合金层上生长有利于在较高的生长温度下形成高密度的GeSi量子点。2.用光致发光谱（PL）方法对量子点的光学性质进行了系统的研究。在0.5mW/mm2的激发功率、14K的测量温度下,PL谱中0.695eV和0.625eV处有两个高斯峰,分别对应两种尺度的量子点的荧光峰。随着激光激发强度的逐渐增强,量子点荧光峰逐渐向高能方向上蓝移。通过对量子点内空穴能级的简单计算定性地解释了两个量子点峰的蓝移是由于不同的机制引起的。3.用深能级瞬态谱（DLTS）谱方法对量子点内空穴能级进行了研究。在DLTS谱中观察到来自两种尺度量子点以及Ge0.3Si0.7应变合金层的信号。通过对不同脉冲宽度的DLTS信号的分析,我们得到了在不同空穴浓度下量子点内空穴能级的变化规律。与PL实验结果结合,我们可以得到更多关于不同电荷浓度下量子点内束缚的空穴以及周围的电子能级变化的细节。4.使用脉冲激光沉积（PLD）技术和离子注入（ion implantation）技术制备掺Er HfO2薄膜样品。在室温下实现了掺Er HfO2薄膜的光致发光,观察到了波长为1540nm的Er3+特征发光峰以及位于1490nm和1564nm的stark分裂峰。通过光荧光激发谱（PLE）研究了Er在HfO2薄膜中的发光机制。发现除了对应于几个直接跃迁的发光峰外,样品在Er3+无法直接吸收激发能量产生辐射跃迁的激发波段都呈现出连续的发光现象,并且激发波长越短发光强度越大。这说明该主要的发光过程是一个间接激发的过程。通过紫外PL谱的研究和分析,我们发现在掺Er HfO2薄膜内O空位起到了Er3+光敏中心的作用,可以有效地把外加能量传递给周围的Er3+。5.使用PL谱的方法研究了掺Er HfO2薄膜的发光性能。对其发光强度随测量温度的变化特征分析看到,这里Er3+离子发光的温度淬灭效应仍较明显,从14K升至285K发光强度减小了近50倍。进一步,对样品退火温度影响研究发现,在800℃退火后可以有效地减少HfO2薄膜中的非辐射复合中心,激活Er3+,从而实现Er3+最大强度的光致发光。
魏双凤,林金辉,王美萍[6]（2008）在《Er3+掺杂纳米SiO2材料的制备及其发光性》文中提出采用溶胶—凝胶法制备了SiO2为基质的Er3+掺杂的发光材料,样品经450℃煅烧,X-射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）测试结果表明该材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为60～70nm。对样品进行荧光光谱分析表明该材料可以发射出较强的360nm的紫外光和弱的690nm的红光。
林金辉,魏双凤,王美平[7]（2008）在《Eu3+掺杂纳米多孔二氧化硅薄膜的制备及其发光性研究》文中研究指明以正硅酸乙酯为前驱体,采用溶胶-凝胶技术制备了 Eu3+掺杂纳米多孔二氧化硅发光薄膜。SEM 和 XRD 等表征结果表明,薄膜表面颗粒分布均匀,为纳米多孔网络结构和无定形态。分析了不同退火温度和不同 Eu3+掺杂浓度对薄膜荧光性能的影响,薄膜发射光谱中出现620nm 发射峰,为 Eu3+特征发射光谱;随退火温度升高,薄膜发射光的强度增大;当 Eu3+掺杂浓度为0.5%时,薄膜发光强度最大。
郭丽彬[8]（2007）在《离子注入SiC薄膜的制备与表征及Er3+发光行为的研究》文中研究说明作为第三代半导体,碳化硅（SiC）材料具有宽禁带、高热导率、高饱和电子速度,高击穿电场等特性,这就决定了碳化硅器件可以在高温大功率下工作,在航天、航空、军事、石油勘探、核能、通讯等领域具有广泛的应用前景。研究SiC薄膜的最佳离子注入条件对半导体发光材料的开发具有重要的理论和现实意义。本文采用离子注入技术在单晶硅基体表面成功制备出多晶3C-SiC薄膜,研究了不同的C+注入剂量、能量及热处理条件对SiC薄膜形成的影响,以及不同条件下生成的SiC薄膜的发光行为;研究了不同Er3+注入剂量及热处理条件下SiC及ZnO基体中Er3+的发光行为。实验结果表明,当C+注入剂量较低(1×1017 ions/cm2)时,由于提供的C原子不足以达到形成SiC薄膜所需要的化学计量比,得到一种类似于FeSi的物质-Si5C3。采用GXRD及XPS对该物质进行了鉴定,FTIR及Micro-Raman结果表明,Si5C3物质中Si-C键的振动频率低于3C-SiC中Si-C键的振动频率。当C+的注入剂量增大至6×1017 ions/cm2时,在Si基体表面形成3C-SiC薄膜。AES实验表明,注入的C离子在深度方面呈正态高斯分布,这与TRIM模拟的结果相符;采用扫描电子显微镜（SEM）观察C+注入后的表面形貌;采用X射线光电子能谱（XPS）、小角掠射X射线衍射（GXRD）及显微拉曼（Micro-Raman）等分析手段分析了C+注入后材料表面的成分及相结构;透射电子显微镜（TEM）实验结果证明了3C-SiC纳米晶的存在;采用荧光光谱（PL）及紫外-可见光吸收光谱对其发光性能进行了测试,结果表明3C-SiC薄膜的发光主要存在于紫外区。采用荧光光度计测量了SiC、ZnO基体中Er3+在355 nm、378 nm、488 nm、519 nm光激发时的发射光谱。结果表明,随着C+注入剂量的增大,SiC基体中Er3+发射峰强度先增强后减弱,C+:6×1017 ions/cm2、Er3+:2×1015 ions/cm2时发射峰强度达到峰值。在ZnO基体中观察到了Er3+的4G9/2→4I15/2,4F5/2→4I15/2发射以及在325 nm光激发时对应ZnO纳米晶的带边发射的激子再结合发射。这些结果为离子注入Si基体表面SiC薄膜的生成工艺优化提供了理论及实验依据,并且对SiC及ZnO基体中Er3+的注入及其发光性能提供了有价值的参考。
周阳,刘云山,褚立志,王英龙,彭英才,傅广生[9]（2006）在《激光烧蚀制备掺铒纳米硅晶薄膜形貌研究》文中提出采用XeCl准分子激光器交替烧蚀单晶硅靶和铒靶,通过调整辐照两靶的激光脉冲个数比来控制掺铒浓度,在2×10-4Pa真空下沉积制备了掺铒非晶硅薄膜,经9001200℃热退火实现纳米晶化。扫描电子显微镜图像显示,铒掺杂影响着薄膜的表面形貌,与不掺铒情况相比,可以得到晶粒尺寸分布更均匀的薄膜,并且晶化温度更低。对于一个固定掺铒浓度的样品,随着退火温度的增加,薄膜由晶粒结构转化为迷津结构。
胡强[10]（2006）在《Ge纳米晶制备及中子嬗变掺杂的研究》文中研究表明由于嵌入SiO2基体中的Ge纳米晶（nc-Ge）能发射可见光而有望用于制备新型光数据存储器等，目前它正成为人们感兴趣的研究热点。已发现nc-Ge有光致、电致和阴极射线致发光现象，是否有中子致发光现象尚不清楚，如果有中子致荧光现象，将在中子照相等国防领域有重要的应用。对体材料而言，掺杂是揭示光荧光机理的有用工具。对于nc-Ge来讲，由于其表面态影响突出，所以掺杂对其性质的影响比对体材料的影响要弱得多。尽管如此，掺杂对纳米晶性质的影响必须视具体材料体系的不同而分别进行具体的实验研究。本工作通过离子注入的方法制备了样品，并研究了其荧光特性，最后通过NTD掺杂研究了掺杂后样品的荧光性质。 通过离子注入的方法制备了镶嵌结构的Ge纳米晶薄膜，并首次发现离子注入后不经退火直接形成Ge纳米晶的现象。通过XRD、LRS、TEM、SEM等实验分析，结合TRIM程序计算，研究了单束双能高剂量Ge离子注入、不经过退火在非晶态SiO2薄膜中直接形成镶嵌结构Ge纳米晶的物理机制。并仔细分析得到了纳米晶形成的阈值剂量。结合TEM和SEM，分析了低能高剂量Ge离子注入直接形成的Ge纳米团聚的深度分布和尺寸，发现纳米团聚的尺寸和分布以及均匀性随着离子注量的变化而变化。纳米团聚中既有晶态Ge也有非晶态Ge（na-Ge），晶态Ge与非晶Ge的比值随着离子注量的增加而增大。这些现象都能通过我们给出的Ge纳米团聚自组织生长模型来解释。 通过系统的氧化性或还原性退火处理，以改变样品中Ge的氧化物成分组成。分析了不同样品在室温下的光致发光（PL）特性，并结合XRD分析表明：300和400nm附近的荧光峰的发光机制是GeO纳米晶（nc-GeO）发光而不是GeO的缺陷发光，570nm附近的荧光峰的发光机制为Ge纳米晶（nc-Ge）发光，而不是Ge及Si界面的缺陷发光。 创新性的用NTD方法对纳米晶样品进行掺杂，因为NTD作为镶嵌结构纳
二、掺铒硅基材料发光的新途径（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、掺铒硅基材料发光的新途径（论文提纲范文）
（1）掺铒SiOx及硅酸铒薄膜的敏化发光研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 硅基光电子学的提出及意义 |
| 2.1.1 微电子工业的发展与挑战 |
| 2.1.2 硅基光电子学 |
| 2.2 硅基光源的研究进展 |
| 2.2.1 体硅的光学性质 |
| 2.2.2 硅基光源的主要研究方向 |
| 2.3 铒掺杂硅基发光体系的研究进展 |
| 2.3.1 稀土的光学性质 |
| 2.3.2 单晶硅掺铒 |
| 2.3.3 富硅氧化硅/氮化硅掺铒 |
| 2.4 硅酸铒薄膜发光的研究 |
| 2.5 本论文的研究目的及意义 |
| 第三章 材料制备与测试设备 |
| 3.1 样品的制备方法与设备 |
| 3.1.1 衬底硅片的清洗 |
| 3.1.2 电子束蒸发 |
| 3.1.3 热处理设备 |
| 3.2 样品的测试设备 |
| 3.2.1 卢瑟福背散射 |
| 3.2.2 X射线多晶衍射仪 |
| 3.2.3 傅立叶红外吸收光谱 |
| 3.2.4 透射电镜 |
| 3.2.5 光学性能表征 |
| 第四章 SROEr薄膜中发光中心对Er~(3+)的敏化作用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 性能测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 薄膜成分分析 |
| 4.3.2 热处理温度对SROEr薄膜结构及光学性能的影响 |
| 4.3.3 发光中心对Er~(3+)的敏化作用研究 |
| 4.3.4 变温PL研究和能量传递机制的讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 热处理方式对高浓度掺铒SRO薄膜光学性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 性能测试 |
| 5.3 结果讨论与分析 |
| 5.3.1 薄膜成分分析 |
| 5.3.2 快速热处理对薄膜发光的影响 |
| 5.3.3 常规热处理对薄膜发光的影响 |
| 5.3.4 不同热处理方式影响Er~(3+)光致发光的原因分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 硅酸铒薄膜的制备及其敏化发光研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 性能测试 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 薄膜的成分分析 |
| 6.3.2 热处理温度对硅酸铒薄膜结构和光学性能的影响 |
| 6.3.3 Si薄层的引入对硅酸铒薄膜结构和光学性能的影响 |
| 6.4 结论 |
| 第七章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
（2）离子注入诱导硅材料发光的研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 离子注入技术在硅晶体中形成缺陷的发光机制 |
| 2 离子注入诱导硅材料发光的研究进展 |
| 2.1 硅晶体中掺入稀土离子Re ( Re=La、Er、Eu、Tb、Nd、Ce 和 Gd) 发光 |
| 2.2 硅同族元素C+、Ge+注入诱导硅材料发光 |
| (1) C+注入诱导硅晶体发光 |
| (2) Ge+注入诱导SiO2薄膜发光 |
| 2.3 Si+ 自注入诱导硅材料发光 |
| 2.4 其它类型离子注入诱导硅发光 |
| (1) B离子注入诱导硅晶体发光 |
| (2) P离子注入诱导硅晶体发光 |
| (3) S、Cu/Ag等离子注入诱导硅晶体发光 |
| 3 结语 |
（3）硅基微纳光电子系统中光源的研究现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 外部光源及混合集成的片上光源 |
| 2.1 外部光源及其耦合问题 |
| 2.2 混合集成的片上光源 |
| 3 单片集成的片上光源 |
| 3.1 纯硅光源 |
| 3.2 掺铒 (Er) 硅光源 |
| 3.3 掺铒发光效率的增强 |
| 3.4 硅基外延锗光源 |
| 3.5 其他硅基光源 |
| 4 挑战及趋势 |
（4）富nc-SiC的SiO2薄膜制备及其发光特性的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体材料的发展 |
| 1.2 硅基发光材料的研究意义 |
| 1.3 硅基发光的机理 |
| 1.3.1 量子限域效应(Quantum Confinement Effect,QCE)模型 |
| 1.3.2 发光中心(Luminescent Centers,LCs)模型 |
| 1.3.3 量子限域—发光中心(QC-LCs)模型 |
| 1.3.4 表面态和界面态模型 |
| 1.3.5 直接跃迁发光模型 |
| 1.4 硅基发光的研究进展 |
| 1.4.1 纳米硅发光 |
| 1.4.2 掺铒硅发光 |
| 1.4.3 第三代半导体发光 |
| 1.5 SiC半导体材料 |
| 1.5.1 SiC的基本性质 |
| 1.5.2 SiC发光材料的研究进展 |
| 1.5.3 SiC的制备 |
| 1.6 本文的选题意义及主要内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 主要内容 |
| 第二章 样品的制备方法与表征手段 |
| 2.1 样品的制备方法 |
| 2.1.1 衬底的清洗 |
| 2.1.2 样品的制备 |
| 2.2 样品的表征 |
| 2.2.1 傅里叶变换红外吸收(FTIR) |
| 2.2.2 光致发光(PL) |
| 2.3 实验设备 |
| 第三章 反应溅射制备富SiC薄膜的初步研究 |
| 3.1 乙炔为反应气体制备富SiC的Si薄膜 |
| 3.1.1 样品的制备 |
| 3.1.2 实验分析 |
| 3.2 甲烷为反应气体制备富SiC的Si薄膜 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 样品的测试分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 富nc-Si的SiO_2薄膜的制备与研究 |
| 4.1 样品的制备 |
| 4.2 样品的测试分析 |
| 4.2.1 样品的PL谱分析 |
| 4.2.2 样品的FTIR谱分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 富nc-SiC的SiO_2薄膜的制备与研究 |
| 5.1 样品的制备 |
| 5.2 样品的测试分析 |
| 5.2.1 样品的FTIR谱分析 |
| 5.2.2 样品的PL谱分析 |
| 5.3 富nc-SiC的SiO_2薄膜等效生成过程的验证 |
| 5.3.1 验证实验的设计与样品的制备 |
| 5.3.2 样品的测试分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）硅基红外发光材料研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究GeSi量子点的意义及应用前景课题研究背景 |
| §1.2 研究GeSi量子点的方法 |
| §1.2.1 原子力显微镜(Atomic Force Microscopy) |
| §1.2.2 光致发光谱(Photolumicescence Spectroscopy) |
| §1.2.3 深能级瞬态谱(DLTS) |
| §1.3 研究掺铒薄膜的意义 |
| §1.3.1 掺铒薄膜的研究现状 |
| §1.3.2 掺Er HfO_2薄膜的研究意义 |
| §1.4 研究掺Er HfO_2薄膜的方法 |
| §1.4.1 光致发光谱(PL) |
| §1.4.2 光致发光激发谱(PLE) |
| §1.5 本文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 GeSi量子点样品的生长及测试系统实验方法和表征手段 |
| §2.1 生长Si基Ge量子点的方法 |
| §2.2 测试系统及样品制备 |
| §2.2.1 光致发光谱(PL) |
| §2.2.2 深能级瞬态谱(DLTS) |
| §2.2.3 样品制备 |
| 参考文献 |
| 第三章 实验结果及讨论 |
| §3.1 样品形貌 |
| §3.2 光致发光谱(PL)实验结果及讨论 |
| §3.3 DLTS实验结果及讨论 |
| §3.3.1 C-V测试结果 |
| §3.3.2 DLTS实验结果 |
| §3.4 量子点能级随激子浓度的变化规律 |
| §3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 掺铒薄膜材料发光的相关理论及制备技术 |
| §4.1 Er~(3+)的光谱理论 |
| §4.1.1 Er元素电子层结构和能级 |
| §4.1.2 Er~(3+)的受激吸收、受激发射、自发辐射和非辐射跃迁 |
| §4.1.3 Er~(3+)之间的能量传递机制 |
| §4.1.4 Er与声子的能量传递 |
| §4.2 掺Er薄膜的制备工艺 |
| §4.2.1 离子注入法 |
| §4.2.2 脉冲激光沉积(PLD) |
| 参考文献 |
| 第五章 实验结果及讨论 |
| §5.1 掺铒HfO_2薄膜样品的制备 |
| §5.2 发光特性及发光机理的讨论 |
| §5.2.1 室温PL的分析与讨论 |
| §5.2.2 从PLE看Er~(3+)在HfO_2薄膜中的发光机制 |
| §5.2.3 衬底温度对室温PL的影响 |
| §5.2.4 退火温度对室温PL的影响 |
| §5.2.5 变温PL的讨论 |
| §5.3 小结 |
| 参考文献 |
| 工作总结 |
| 论文发表 |
| 参加学术会议 |
| 致谢 |
（6）Er3+掺杂纳米SiO2材料的制备及其发光性（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 实验 |
| 2.1 Er (NO3) 3溶液的制备 |
| 2.2 Er3+掺杂的SiO2材料的制备 |
| 2.3 性能测试 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 扫描电镜 (SEM) 分析 |
| 3.2 X-射线衍射 (XRD) 分析 |
| 3.3 红外光谱 (FTIR) 分析 |
| 3.4 发光性能 |
| 4 结论 |
（8）离子注入SiC薄膜的制备与表征及Er3+发光行为的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硅基发光材料 |
| 1.2.1 多孔硅的发光 |
| 1.2.2 纳米硅的发光 |
| 1.2.3 掺铒硅基发光材料 |
| 1.2.4 超晶格结构的发光 |
| 1.3 离子注入技术 |
| 1.3.1 离子注入技术简介 |
| 1.3.2 离子注入原理 |
| 1.3.3 离子注入技术在半导体领域的应用 |
| 1.4 碳化硅 |
| 1.4.1 碳化硅的结构与性质 |
| 1.4.2 3C-SiC薄膜的制备 |
| 1.4.3 3C-SiC薄膜的研究现状 |
| 1.5 课题背景、研究意义、研究内容及创新点 |
| 1.5.1 课题背景及研究意义 |
| 1.5.2 课题研究内容 |
| 1.5.3 课题创新点 |
| 第二章 离子注入Si基体表面Si_5C_3薄膜的制备与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 硅基体表面的C离子注入 |
| 2.2.3 试样的高温退火 |
| 2.2.4 分析测试方法 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 离子注入前的模拟计算 |
| 2.3.2 表面结构分析 |
| 2.3.3 表面组成及物相分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 离子注入Si基体表面3C-SiC薄膜的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 3C-SiC晶体结构的确定 |
| 3.3.2 3C-SiC薄膜表面形貌观察及其形成机理初探 |
| 3.3.3 表面组成及物相分析 |
| 3.3.4 AES分析 |
| 3.3.5 TEM分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 SiC及ZnO基体中Er~(3+)发光行为的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 ZnO薄膜的制备 |
| 4.2.3 Er~(3+)注入工艺 |
| 4.2.4 热处理工艺 |
| 4.2.5 分析测试方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 SiC薄膜的发光 |
| 4.3.2 Er~(3+)在SiC薄膜的发光行为研究 |
| 4.3.3 Er~(3+)在ZnO薄膜中的发光行为研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 附录 |
| 致谢 |
（9）激光烧蚀制备掺铒纳米硅晶薄膜形貌研究（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 2 结果与讨论 |
| 3 结论 |
（10）Ge纳米晶制备及中子嬗变掺杂的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| §1.1 硅基发光材料研究的意义 |
| §1.2 硅基发光材料的发展 |
| §1.3 纳米材料的光学性质 |
| §1.4 半导体纳米材料几种经典的发光模型 |
| 1.4.1 量子限制效应发光模型 |
| 1.4.2 界面层中的激子效应发光模型 |
| 1.4.3 与氧有关的缺陷发光模型 |
| 1.4.4 量子限制效应-发光中心发光模型 |
| 1.4.5 直接跃迁发光模型 |
| §1.5 掺杂对纳米晶光学性质的影响 |
| 1.5.1 掺杂的用途 |
| 1.5.2 掺杂方法 |
| 1.5.3 中子嬗变掺杂(NTD) |
| §1.6 中子致发光研究及半导体纳米晶材料在中子照相上的应用 |
| §1.7 本论文的研究思路和主要内容 |
| 参考文献 |
| 2 镶嵌结构Ge纳米晶(nc-Ge)样品的制备 |
| §2.1 基片的制备 |
| 2.1.1 硅片的清洗 |
| 2.1.2 SiO_2薄膜的的制备 |
| §2.2 用离子注入法制备Ge-SiO_2混合薄膜 |
| 2.2.1 离子注入法的优势 |
| 2.2.2 实验装置 |
| §2.3 用后退火的方法制备镶嵌结构的nc-Ge薄膜 |
| §2.4 Ge纳米晶的中子嬗变掺杂 |
| 2.4.1 中子嬗变过程 |
| 2.4.2 中子嬗变掺杂浓度的计算 |
| 参考文献 |
| 3 镶嵌结构的nc-Ge薄膜的表征 |
| §3.1 X射线衍射分析 |
| §3.2 XRF分析 |
| §3.3 LRS分析 |
| §3.4 TEM分析 |
| §3.5 SEM分析 |
| §3.6 阈值剂量的实验研究 |
| §3.7 离子注入直接形成Ge纳米晶机理 |
| §3.8 均匀Ge纳米团聚的自组织生长机理 |
| §3.9 本章小节 |
| 参考文献 |
| 4 纳米晶的光学性质以及掺杂对光学性质的影响 |
| §4.1 仪器设备 |
| §4.2 通过不同条件下的退火研究各个荧光峰的发光机理 |
| 4.2.1 确定激发光源及其激发光波长 |
| 4.2.2 采用先还原后氧化的四步退火来改变Ge氧化物的成分,从而探讨三个荧光峰的归属及发光机制 |
| 4.2.3 采用先氧化后还原来改变Ge氧化物的成分,验证上述结论 |
| 4.2.4 采用不同注量注入形成不同含量纳米晶以证明600nm峰的归属 |
| §4.3 辐照前后样品PL分析 |
| §4.4 LE-PL分析 |
| §4.5 本章总结 |
| 参考文献 |
| 5 总结 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、掺铒硅基材料发光的新途径（论文参考文献）
- [1]掺铒SiOx及硅酸铒薄膜的敏化发光研究[D]. 傅乾毓. 浙江大学, 2016(01)
- [2]离子注入诱导硅材料发光的研究进展[J]. 韦冬,王茺,杨宇. 材料导报, 2011(01)
- [3]硅基微纳光电子系统中光源的研究现状及发展趋势[J]. 周治平,王兴军,冯俊波,王冰. 激光与光电子学进展, 2009(10)
- [4]富nc-SiC的SiO2薄膜制备及其发光特性的研究[D]. 何桢. 北京交通大学, 2009(02)
- [5]硅基红外发光材料研究[D]. 陶镇生. 复旦大学, 2008(08)
- [6]Er3+掺杂纳米SiO2材料的制备及其发光性[J]. 魏双凤,林金辉,王美萍. 中国非金属矿工业导刊, 2008(02)
- [7]Eu3+掺杂纳米多孔二氧化硅薄膜的制备及其发光性研究[A]. 林金辉,魏双凤,王美平. 2008国际粉体技术与应用论坛暨全国粉体产品与设备应用技术交流大会论文集, 2008
- [8]离子注入SiC薄膜的制备与表征及Er3+发光行为的研究[D]. 郭丽彬. 天津大学, 2007(04)
- [9]激光烧蚀制备掺铒纳米硅晶薄膜形貌研究[J]. 周阳,刘云山,褚立志,王英龙,彭英才,傅广生. 稀有金属, 2006(05)
- [10]Ge纳米晶制备及中子嬗变掺杂的研究[D]. 胡强. 四川大学, 2006(03)