孙甲明
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张俊杰
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杨阳
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张新霞
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刘海旭
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材料科学与工程学报
本文介绍了在稀土离子Re(Re=Er、Eu、Tb、Ce和Gd)注入的SiO2金属-氧化物-硅(MOS)结构高效率电致发光器件的研究进展情况.通过将不同的稀土离子注入到SiO2薄膜,相继获得了发射光谱峰值分别位于红外(1.54μm)、可见光(618 nm、543 nm、440 nm)至紫外(316 nm)光谱范围的MOS结构电致发光器件,并系统研究了SiO2:Re薄膜中稀土离子的电致发光特性.在SiO2:Re有效发光层的厚度为50 nm,掺杂浓度为1-3%的条件下,稀土Er、Tb和Gd离子注入掺杂的硅材料MOS结构电致发光器件在红外、绿光和紫外的量子效率分别达到14%、16%和5%,接近了商品化Ⅲ-V族半导体发光二极管的水平.
关键词:
半导体光电子
,
电致发光
,
MOS器件
,
稀土离子
,
二氧化硅
张俊杰
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孙甲明
,
杨阳
,
张新霞
,
刘海旭
,
材料科学与工程学报
本文利用Er和硅离子共注入热氧化SiO2薄膜的方法制备出Er离子掺杂的含纳米硅微晶的SiO2发光薄膜,在此基础上制备出ITO/SiON/Si-rich SiO2:Er/Si MOS结构电致发光器件,比较研究了硅微晶密度的变化对于MOS结构的电致发光和光致发光特性的影响.随着纳米硅微晶的增多,Er离子在1.54μm处的红外光致发光显著增强,显示出纳米硅微晶对Er离子光致发光的敏化作用.相反,对于电致发光来说,增加纳米硅微晶数量的同时也增加了SiO2薄膜中的电子俘获陷阱,电子在纳米硅微晶之间的隧穿降低了过热电子的数量和平均能量,因而降低了碰撞激发Er离子产生的电致发光效率.
关键词:
铒
,
电致发光
,
光致发光
,
二氧化硅
,
纳米硅
杨阳
,
孙甲明
,
张俊杰
,
张新霞
,
刘海旭
,
材料科学与工程学报
本文将硼离子注入n型硅片制备出硅pn结发光二极管,系统研究了硼离子的注入剂量、能量、以及温度等条件对硅pn结电致发光效率的影响.随着注入的B原子浓度的提高,硅pn结二极管的电致发光效率显著增强,在B原子浓度接近2倍于退火温度下的固溶度时,室温下的电致发光效率达到最大值0.12%,比传统的硅pn结发光二极管增强了2-3个数量级.在低温电致发光光谱中,发现了两个来自局部掺杂缺陷的束缚激子发光峰.随着温度的升高,束缚激子的发光峰出现温度猝灭,束缚激子离化为自由电子和空穴,增加了硅带间自由激子复合的发光效率,从而使电致发光呈现随温度增加而增强的反常温度效应.
关键词:
束缚激子
,
离子注入
,
硼
,
退火
,
调制掺杂
张新霞
,
孙甲明
,
张俊杰
,
杨阳
,
刘海旭
材料科学与工程学报
本文研究了SiO2和Si层的厚度分别为2-8nm和1.5-3nm的Si/SiO2超晶格在交流电场下的电致发光特性.以超晶格中SiO2层内加速的过热电子碰撞激发纳米Si层中密集的硅量子点,获得了Si/SiO2超晶格蓝绿色交流电致发光.Si/SiO2超晶格的电致发光亮度随电压升高呈现指数增强,最高发光亮度可达到1.4cd/m2.随着Si层厚度的增加,Si/SiO2超晶格电致发光谱的低能侧发光峰相对增强,可以归结为纳米Si层厚度对其中硅量子点尺寸分布的限制作用.当超品格中SiO2层厚度小于过热电子的平均自由程时,过热电子的平均能量减小导致短波侧的发光强度迅速下降,电致发光强度随之迅速降低.
关键词:
超晶格
,
电致发光
,
Si量子点
,
电子平均自由程
