发光物理学 课件 十二、多孔硅发光.pptx

12多孔硅发光;???过去的研究认为，由于硅单晶的能隙很窄，而且是间接能级，以致硅的发光局限于红外波段范围，而且发光效率低，响应慢。

???……用缓慢的氢氟酸电化学过程产生一个自由竖立的硅柱阵列，硅柱的宽度为纳米数量级。用氩离子激光产生的488或514.5nm波长的激光激发，可使多孔硅在室温下发红光。多孔硅的发光性能与这种多孔硅结构的孔隙率有关。

???与单晶硅的褐黑色外观不同，多孔硅另一个奇特的光学性质是在可见光区域出现强烈的荧光，甚至当微瓦级蓝色或绿色激光照射时，在室温就可用肉眼觉察出荧光的发光强度。

???如果能用硅来制作发光二极管，将会产生一个很大的突破。它对光电子存贮系统及显示系统两者都有很大意义。一个有效的电泵浦的新设计方案可能会使发光二极管工艺的成本大大降低。但要制造一个实用的光电子系统，不只可以采用激光激发的方法，也可用电流注入的方法。;1985年，Ennen等人采用分子束外延法生长Si层的同时注入Er3+方法制成了第一个低温(77K)掺铒硅发光管[1]；1990年,Canham将多孔硅在HF酸溶液中进一步腐蚀数小时后，用蓝光或紫外光泵浦多孔硅材料，在室温下观察到很强的红光发射[2]；Takagi等人利用微波等离子体分解硅烷(SiH4)的方法首次观察到来自纳米硅的室温红光波段的光致发光；等等。;多孔硅是一种硅基纳米材料，硅基材料的研究是实现光电集成的关键，多孔硅的发光研究为硅基发光研究开辟了新的应用研究领域。;;理想的（100）Si圆孔和方孔的多孔硅表面示意图;;Canham报道的多孔硅室温光致发光光谱;2.;多年来，人们一直在克服硅材料的发光低效率问题，寻找一种新的能实现在同一块硅片上同时集成电子器件以及发光器件的材料，多孔硅本身也是一种硅材料，而且它与硅芯片之间可以兼容，便有望达到在同一块硅片上集成电子器件以及发光器件的目的。

近年来各国学者做了不懈的努力，多孔硅发光器件已取得显著的进展，硅发光器件的寿命不但取得明显的增加，响应速度也有很大的进展，随着多孔硅的发展，新的硅芯片可望将硅技术的应用完全从电子领域发展到光电子领域。;