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掺铒硅基材料发光的新途径

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肖志松, 张通和, 徐飞, 程国安, 顾岚岚. 2001: 掺铒硅基材料发光的新途径, 物理学报, 50(1): 164-168. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2001.01.032
引用本文: 肖志松, 张通和, 徐飞, 程国安, 顾岚岚. 2001: 掺铒硅基材料发光的新途径, 物理学报, 50(1): 164-168. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2001.01.032
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XIAO Zhi-Song, ZHANG TONG-HE, XU FEI, CHENG Guo-an, GU LAN-LAN. 2001: A NOVEL APPROACH OF PHOTOLUMINESCENCE FROM ERBIUM-DOPED SILICON-BASED MATERIALS, Acta Physica Sinica, 50(1): 164-168. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2001.01.032
Citation: XIAO Zhi-Song, ZHANG TONG-HE, XU FEI, CHENG Guo-an, GU LAN-LAN. 2001: A NOVEL APPROACH OF PHOTOLUMINESCENCE FROM ERBIUM-DOPED SILICON-BASED MATERIALS, Acta Physica Sinica, 50(1): 164-168. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2001.01.032
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掺铒硅基材料发光的新途径

  • 北京师范大学低能核物理研究所,北京市辐射中心,

  • 南昌大学材料科学与工程系,

  • 复旦大学

A NOVEL APPROACH OF PHOTOLUMINESCENCE FROM ERBIUM-DOPED SILICON-BASED MATERIALS

  • 摘要: 采用MEVVA源离子注入机将Si，Er先后掺杂到不同厚度的热氧化硅薄膜中，利用卢瑟福背散射(RBS)能谱分析了掺杂层中Er原子的深度分布，Er的掺杂浓度为1021cm-3量级；原子力显微镜(AFM)形貌观测中发现有纳米晶Si镶嵌在注入层中；X射线光电子能谱(XPS)的结果显示了不同厚度掺杂层中Er,Si,O含量的变化.77K温度下，在退火态样品的近红外光致发光(PL)谱中观察到了Er3+的1.54μm特征发射.Er3+作为孤立离子发光中心，其激活能主要来源于nc-Si/SiO2(c-Si/SiO2)界面处的载流子复合，再将能量转移给Er3+而产生发光.
    Abstract: Silicon and erbium were duel-implanted into thermally oxidized SiO2/Si by MEVVA (Metal Vapor Vacuum Arc)ion source implanter.After rapid thermal annealing,the 1.54μm photoluminescence was observed at 77K.RBS results indicated that Er ions were mainly distributed near the surface of the samples,and the highest Er concentration reached 1021cm-3.Nanometer crystalline silicon (nc-Si) was embedded in the implanted layer.X-ray photoelectron spectrum (XPS) showed the concentration variation of Er,Si and O in the implanted layer.Er3+ acted as an isolated ion luminescence center,and most excitation energy originated from the e-h combination at the interface of nc-Si/SiO2 (or c-Si/SiO2),then the energy transfered to Er3+ ions resulted in light emission of 1.54μm.
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出版历程
  • 刊出日期:  2001-01-30

掺铒硅基材料发光的新途径

  • 北京师范大学低能核物理研究所,北京市辐射中心,
  • 南昌大学材料科学与工程系,
  • 复旦大学

摘要: 采用MEVVA源离子注入机将Si，Er先后掺杂到不同厚度的热氧化硅薄膜中，利用卢瑟福背散射(RBS)能谱分析了掺杂层中Er原子的深度分布，Er的掺杂浓度为1021cm-3量级；原子力显微镜(AFM)形貌观测中发现有纳米晶Si镶嵌在注入层中；X射线光电子能谱(XPS)的结果显示了不同厚度掺杂层中Er,Si,O含量的变化.77K温度下，在退火态样品的近红外光致发光(PL)谱中观察到了Er3+的1.54μm特征发射.Er3+作为孤立离子发光中心，其激活能主要来源于nc-Si/SiO2(c-Si/SiO2)界面处的载流子复合，再将能量转移给Er3+而产生发光.

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