畢業(yè)論文si基發(fā)光材料研究進展

1、１硅基發(fā)光材料研究進展摘要：硅基發(fā)光材料是實現(xiàn)光電子集成的關(guān)鍵材料。本文分析了傳統(tǒng)工藝制作的硅基發(fā)光材料存在發(fā)光效率低、發(fā)光性能不穩(wěn)定等缺點，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)目前量子理論、超晶格理論和納米技術(shù)在硅基發(fā)光材料研究進展以及多孔硅的實踐應(yīng)用，并對硅基發(fā)光材料的前景進行展望。關(guān)鍵詞硅基發(fā)光材料多孔硅量子限制效應(yīng)Abstract:Sibasedlightemittingmaterialisthekeymaterialofoptoelectroni

2、cintegration.ThispaperanalyzesthetraditionalcraftofSibasedlightemittingthatexiststhedefectssuchastheinefficiencytheunsteadypropertyoflightemittingsumsupthecurrentprogressesofquantumtheysuperlatticetheynanoscaletechnology

3、intheSibasedlightemittingmaterialtheappliedofpoussilicon.AlsosomeprospectsofSibasedlightemittingmaterialismentionedinthisparperKeywdsSibasedlightemittingmaterialpoussiliconQuantumconfinementeffect３1.引言硅不僅電學性質(zhì)良好，許多光電性質(zhì)也比較

4、優(yōu)越。但是因為硅是間接帶隙材料發(fā)光效率很低(在近紅外區(qū)其效率為硅的導帶)106?底不在布里淵區(qū)的中心而是在(110)方向軸上0.85()處]1[a?2所以一共有6個等價的導帶極小當電子從價帶被激發(fā)至導帶通過與晶格的相互作用放出聲子弛豫至導帶由于價帶頂在布里淵區(qū)的中心波矢為零的電子不能直接由導帶底躍遷至價帶頂發(fā)出光子它只能通過同時發(fā)射或者吸收一個聲子間接躍遷至價帶頂這種間接躍遷的幾率比直接躍遷的幾率小得多導致其發(fā)光效率非常低。基于上面硅的

5、所具有的缺點，人們曾經(jīng)想過用可發(fā)光的直接帶隙材料（如砷化鉀）來替代。但是由于無法發(fā)展出一套可以與硅抗衡的平面工藝和集成技術(shù)，在微電子集成和光電子集成方面始終未能取代硅。于是人們把光電子集成基礎(chǔ)材料的希望又轉(zhuǎn)向了硅。本文主要介紹了早期Si基發(fā)光材料、發(fā)光多孔硅以及在發(fā)光多孔硅帶動下硅基發(fā)光材料的新發(fā)展。2早期Si基發(fā)光材料的研究長期以來，人們在硅基發(fā)光材料研究上作了堅韌不拔的努力。幾乎在硅集成技術(shù)和硅平面工藝發(fā)展的每一個階段人們都曾運用各

6、種工藝技術(shù)來探索硅基發(fā)光材料。下面僅列舉幾個主要研究方]3][2[面。21缺陷工程缺陷工程的基本思想是在硅單晶中引入光活性缺陷中心它可以由輻照損傷引入也可以由雜質(zhì)引起某種結(jié)構(gòu)缺陷。通過這些缺陷中心實現(xiàn)無聲子躍遷而發(fā)光.等電子陷阱是一個典型例子。它是在硅中摻入與硅同族(ⅣA族)的雜質(zhì)如CGeSn或Pb可形成等電子陷阱它們是輻射復(fù)合中心.在摻C的硅中可觀測到無聲子躍遷但發(fā)光效率很低。有趣的是在非直接帶隙的GaP中摻入等電子陷阱雜質(zhì)氮卻實現(xiàn)了