掺铒Si/Al2O3多层薄膜光致发光性质的研究
(0) 用脉冲激光沉积(PLD)的方法生长了掺铒Si(2nm)/Al2O3(1.5nm)多层薄膜,后期对其进行不同温度下的快速热退火(RTA)处理。在非铒离子(Er3+)共振激发476nm激光激发下,该薄膜得到来自于Er3+的室温特征光致发光(PL)谱,波峰波长为1.54μm,说明这种掺铒Si/Al2O3多层薄膜存在间接激发发光过程,退火得到的纳米硅在其中起到感光剂作用。分析了不同的退火温度对薄膜发光强度的影响,发现退火温度700℃时薄膜发光最强,其强度是同种方法制备的掺铒Al2O3薄膜的39倍。进一步结合不同退火温度下薄膜的拉曼散射谱分析发现,700℃退火的薄膜中硅虽然仍为非晶,但其中已出现数量较多的纳米硅团簇,它们是Er3+1.54μm发光的有效感光剂,增强了Er3+发光。而当温度高于700℃后,薄膜中纳米硅团簇已逐渐结晶,出现纳米硅晶粒,同时这种纳米硅晶粒尺寸随温度升高而变大、数量变少,带来的是作为感光剂的纳米硅数量的减少,导致Er3+溥膜发光强度减弱。因此本义在远低于纳米硅结晶所需的温度(一般需要高于900℃)下实现了掺铒Si/Al2O3多层薄膜中Er3+1.54μm的最优发光。
纳米硅多层薄膜 脉冲激光沉积 能量转移 感光剂 掺铒 光致发光性质
石卓琼 王军转 施毅 濮林 郑有炓
南京大学物理系江苏省光电功能材料重点实验室,南京 210093
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2008-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）