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水蒸气退火多孔硅发光性能的正电子谱学研究

李卓昕 王丹妮 王宝义 薛德胜 魏龙 秦秀波

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水蒸气退火多孔硅发光性能的正电子谱学研究

李卓昕, 王丹妮, 王宝义, 薛德胜, 魏龙, 秦秀波

Positron annihilation study of photoluminescence of porous silicon treated by water vapor annealing

Li Zhuo-Xin, Wang Dan-Ni, Wang Bao-Yi, Xue De-Sheng, Wei Long, Qin Xiu-Bo
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  • 使用正电子湮没寿命谱和正电子寿命-动量关联谱对水蒸气和真空条件下退火的多孔硅样品的微观缺陷结构进行表征,结合发射光谱测量结果,对影响多孔硅发光性能的因素进行了讨论.实验结果表明,水蒸气退火后样品孔壁表面的悬挂键减少,并出现新的E'γ和EX类缺陷.水蒸气退火后样品中两种缺陷数量发生变化是导致多孔硅样品发光增强的直接原因;真空退火未使样品中发光相关缺陷发生变化,样品的发光性能没有显著改变.
    Porous silicon (PS) treated by water vapor annealing and vacuum annealing has been studied by positron annihilation lifetime spectroscopy and age-momentum correlation measurement. It is found that after water vapor annealing, non-radiative defects are reduced and defects dominating light source appear. These two types of defects change the lifetime and the S parameter of the positron annihilation and cause a drastic enhancement in the photoluminescence (PL) efficiency. Defects that cause the PL of PS show no obvious change after annealing at 300 ℃ in vacuum, therefore the PL of the sample is not influenced.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10835006,10705031)资助的课题.
    [1]

    Canham L T 1990 Appl. Phys. Lett. 57 1046

    [2]

    Rahmani M, Moadhen A, Zahi M A, Elhouichet H, Oueslati M 2008 J. Lumin. 128 1763

    [3]

    Gelloz B, Koshida N 2006 Thin Solid Films 508 406

    [4]

    Gelloz B, Kojima A, Koshida N 2005 Appl. Phys. Lett. 87 031107

    [5]

    Qin G G, Li Y J 2003 Phys. Rev. B 68 085309

    [6]

    Huang W Q, Wang X Y, Zhang R T, Yu S Q, Qin C J 2009 Acta Phys. Sin. 58 4652 (in Chinese)[黄伟奇、 王晓允、 张荣涛、 于示强、 秦朝建 2009 物理学报 58 4652]

    [7]

    Puzder A, Williamson A J, Grossman J C, Galli G 2002 Phys. Rev. Lett. 88 097401

    [8]

    Hadjisavvas G, Kelires P C 2004 Phys. Rev. Lett. 93 226104

    [9]

    Godefroo S, Hayne M, Jivanescu M, Stesmans A, Zacharias M, Lebedev O I, Van Tendeloo G, Moshchalkov V V 2008 Nanotechnology 3 174

    [10]

    Pradeep J A, Agarwal P 2008 J. Appl. Phys. 104 123515

    [11]

    Lambrecht M, Almazouzi A 2009 J. Nucl. Mater. 385 334

    [12]

    Wang Z C, Teng M K, Liu Y C 1991 Acta Phys. Sin. 40 1973 (in Chinese)[王志超、 藤敏康、 刘吟春 1991 物理学报 40 1973]

    [13]

    Cassidy D B, Mills A P Jr 2008 Phys. Rev. Lett. 100 013401

    [14]

    Cassidy D B, Yokoyama K T, Deng S H M, Griscom D L, Miyadera H, Tom H W K, Varma C M, Mills A P Jr 2007 Phys. Rev. B 75 085415

    [15]

    Zhang T B, Xu M 1990 High Ener. Phys. Nucl. Phys. 14 289 (in Chinese)[张天保、 徐 敏 1990 高能物理与核物理 14 289]

    [16]

    Kansy J 1996 Nucl. Instrum. Meth. A 374 235

    [17]

    Gelloz B, Shibata T, Koshida N 2006 Appl. Phys. Lett. 89 191103

    [18]

    Dutta D, Ganguly B N, Gangopadhyay D, Mukherjee T, Dutta-Roy B 2004 J. Phys. Chem. B 108 8947

    [19]

    Itoh Y, Murakami H, Kinoshita A 1994 Hyper. Inter. 84 121

    [20]

    Wang S J, Chen Z Q, Wang B, Wu Y C, Fang P F, Zhang Y X 2008 Applied Positron Spectroscopy (Wuhan: Hubei Science and Technology Press) p131(in Chinese) [王少阶、 陈志权、 王 波、 吴亦初、 方鹏飞、 张永学 2008 应用正电子谱学(武汉:湖北科学技术出版社)第131页]

    [21]

    Stesmans A, Afanas’ev V V 1998 J. Appl. Phys. 83 2449

    [22]

    Stesmans A, Nouwen B, Afanas’ev V V 1998 Phys. Rev. B 58 15801

    [23]

    Delerue C, Allan G, Lannoo M 1993 Phys. Rev. B 48 10024

    [24]

    Shinohara N, Suzuki N, Chang T, Hyodo T 2001 Phys. Rev. A 64 042702

    [25]

    Sato K, Murakami H, Ito K, Hirata K, Kobayashi Y 2009 Mater. Sci. Forum 607 53

    [26]

    Stesmans A, Scheerlinck F 1994 Phys. Rev. B 50 5204

    [27]

    Suzuki R, Mikado T, Ohgaki H, Chiwaki M, Yamazaki T 1994 Phys. Rev. B 49 17484

    [28]

    Gupta P, Colvin V L, George S M 1988 Phys. Rev. B 37 8234

    [29]

    Robinson M B, Dillon A C, Haynes D R, George S M 1992 Appl. Phys. Lett. 61 1414

  • [1]

    Canham L T 1990 Appl. Phys. Lett. 57 1046

    [2]

    Rahmani M, Moadhen A, Zahi M A, Elhouichet H, Oueslati M 2008 J. Lumin. 128 1763

    [3]

    Gelloz B, Koshida N 2006 Thin Solid Films 508 406

    [4]

    Gelloz B, Kojima A, Koshida N 2005 Appl. Phys. Lett. 87 031107

    [5]

    Qin G G, Li Y J 2003 Phys. Rev. B 68 085309

    [6]

    Huang W Q, Wang X Y, Zhang R T, Yu S Q, Qin C J 2009 Acta Phys. Sin. 58 4652 (in Chinese)[黄伟奇、 王晓允、 张荣涛、 于示强、 秦朝建 2009 物理学报 58 4652]

    [7]

    Puzder A, Williamson A J, Grossman J C, Galli G 2002 Phys. Rev. Lett. 88 097401

    [8]

    Hadjisavvas G, Kelires P C 2004 Phys. Rev. Lett. 93 226104

    [9]

    Godefroo S, Hayne M, Jivanescu M, Stesmans A, Zacharias M, Lebedev O I, Van Tendeloo G, Moshchalkov V V 2008 Nanotechnology 3 174

    [10]

    Pradeep J A, Agarwal P 2008 J. Appl. Phys. 104 123515

    [11]

    Lambrecht M, Almazouzi A 2009 J. Nucl. Mater. 385 334

    [12]

    Wang Z C, Teng M K, Liu Y C 1991 Acta Phys. Sin. 40 1973 (in Chinese)[王志超、 藤敏康、 刘吟春 1991 物理学报 40 1973]

    [13]

    Cassidy D B, Mills A P Jr 2008 Phys. Rev. Lett. 100 013401

    [14]

    Cassidy D B, Yokoyama K T, Deng S H M, Griscom D L, Miyadera H, Tom H W K, Varma C M, Mills A P Jr 2007 Phys. Rev. B 75 085415

    [15]

    Zhang T B, Xu M 1990 High Ener. Phys. Nucl. Phys. 14 289 (in Chinese)[张天保、 徐 敏 1990 高能物理与核物理 14 289]

    [16]

    Kansy J 1996 Nucl. Instrum. Meth. A 374 235

    [17]

    Gelloz B, Shibata T, Koshida N 2006 Appl. Phys. Lett. 89 191103

    [18]

    Dutta D, Ganguly B N, Gangopadhyay D, Mukherjee T, Dutta-Roy B 2004 J. Phys. Chem. B 108 8947

    [19]

    Itoh Y, Murakami H, Kinoshita A 1994 Hyper. Inter. 84 121

    [20]

    Wang S J, Chen Z Q, Wang B, Wu Y C, Fang P F, Zhang Y X 2008 Applied Positron Spectroscopy (Wuhan: Hubei Science and Technology Press) p131(in Chinese) [王少阶、 陈志权、 王 波、 吴亦初、 方鹏飞、 张永学 2008 应用正电子谱学(武汉:湖北科学技术出版社)第131页]

    [21]

    Stesmans A, Afanas’ev V V 1998 J. Appl. Phys. 83 2449

    [22]

    Stesmans A, Nouwen B, Afanas’ev V V 1998 Phys. Rev. B 58 15801

    [23]

    Delerue C, Allan G, Lannoo M 1993 Phys. Rev. B 48 10024

    [24]

    Shinohara N, Suzuki N, Chang T, Hyodo T 2001 Phys. Rev. A 64 042702

    [25]

    Sato K, Murakami H, Ito K, Hirata K, Kobayashi Y 2009 Mater. Sci. Forum 607 53

    [26]

    Stesmans A, Scheerlinck F 1994 Phys. Rev. B 50 5204

    [27]

    Suzuki R, Mikado T, Ohgaki H, Chiwaki M, Yamazaki T 1994 Phys. Rev. B 49 17484

    [28]

    Gupta P, Colvin V L, George S M 1988 Phys. Rev. B 37 8234

    [29]

    Robinson M B, Dillon A C, Haynes D R, George S M 1992 Appl. Phys. Lett. 61 1414

  • [1] 陈隆, 陈成克, 李晓, 胡晓君. 氧化对单颗粒层纳米金刚石薄膜硅空位发光和微结构的影响. 物理学报, 2019, 68(16): 168101. doi: 10.7498/aps.68.20190422
    [2] 黄斌斌, 熊传兵, 汤英文, 张超宇, 黄基锋, 王光绪, 刘军林, 江风益. 硅衬底氮化镓基LED薄膜转移至柔性黏结层基板后其应力及发光性能变化的研究. 物理学报, 2015, 64(17): 177804. doi: 10.7498/aps.64.177804
    [3] 张超宇, 熊传兵, 汤英文, 黄斌斌, 黄基锋, 王光绪, 刘军林, 江风益. 图形硅衬底GaN基发光二极管薄膜去除衬底及AlN缓冲层后单个图形内微区发光及 应力变化的研究. 物理学报, 2015, 64(18): 187801. doi: 10.7498/aps.64.187801
    [4] 朱敏, 李晓红, 李国强, 常利阳, 谢长鑫, 邱荣, 李家文, 黄文浩. 飞秒脉冲激光辐照对硅发光性能的影响. 物理学报, 2014, 63(5): 057801. doi: 10.7498/aps.63.057801
    [5] 张铮, 徐智谋, 孙堂友, 徐海峰, 陈存华, 彭静. 纳米压印多孔硅模板的研究. 物理学报, 2014, 63(1): 018102. doi: 10.7498/aps.63.018102
    [6] 廖武刚, 曾祥斌, 文国知, 曹陈晨, 马昆鹏, 郑雅娟. 包含硅量子点的富硅SiNx 薄膜结构与发光特性. 物理学报, 2013, 62(12): 126801. doi: 10.7498/aps.62.126801
    [7] 潘书万, 陈松岩, 周笔, 黄巍, 李成, 赖虹凯, 王加贤. 硅基硒纳米颗粒的发光特性研究. 物理学报, 2013, 62(17): 177802. doi: 10.7498/aps.62.177802
    [8] 王凯悦, 李志宏, 高凯, 朱玉梅. 电子辐照金刚石的光致发光研究. 物理学报, 2012, 61(9): 097803. doi: 10.7498/aps.61.097803
    [9] 李卓昕, 王丹妮, 王宝义, 薛德胜, 魏龙, 秦秀波. 不同气氛下多孔硅中电子偶素湮没行为研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6647-6652. doi: 10.7498/aps.59.6647
    [10] 缪竞威, 王培禄, 朱洲森, 袁学东, 王 虎, 杨朝文, 师勉恭, 缪 蕾, 孙威立, 张 静, 廖雪花. 氮团簇离子注入单晶硅的光致发光谱研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2174-2178. doi: 10.7498/aps.57.2174
    [11] 于 威, 李亚超, 丁文革, 张江勇, 杨彦斌, 傅广生. 氮化硅薄膜中纳米非晶硅颗粒的键合结构及光致发光. 物理学报, 2008, 57(6): 3661-3665. doi: 10.7498/aps.57.3661
    [12] 姚志涛, 孙新瑞, 许海军, 姜卫粉, 肖顺华, 李新建. 氧化锌/硅纳米孔柱阵列的结构和光致发光特性研究. 物理学报, 2007, 56(10): 6098-6103. doi: 10.7498/aps.56.6098
    [13] 邱学军, 张云鹏, 何正红, 白 浪, 刘国磊, 王 跃, 陈 鹏, 熊祖洪. 矫顽力可调的多孔硅基Fe膜. 物理学报, 2006, 55(11): 6101-6107. doi: 10.7498/aps.55.6101
    [14] 白 莹, 兰燕娜, 莫育俊. 拉曼光谱法计算多孔硅样品的温度. 物理学报, 2005, 54(10): 4654-4658. doi: 10.7498/aps.54.4654
    [15] 刘小兵, 史向华, 廖太长, 任 鹏, 柳 玥, 柳 毅, 熊祖洪, 丁训民, 侯晓远. 声空化物理化学综合法制备发光多孔硅薄膜的微结构与发光特性. 物理学报, 2005, 54(1): 416-421. doi: 10.7498/aps.54.416
    [16] 黄凯, 王思慧, 施毅, 秦国毅, 张荣, 郑有炓. 内电场对纳米硅光致发光谱的影响. 物理学报, 2004, 53(4): 1236-1242. doi: 10.7498/aps.53.1236
    [17] 徐大印, 刘彦平, 何志巍, 方泽波, 刘雪芹, 王印月. 多孔硅衬底上溅射沉积SiC:Tb薄膜的光致发光行为. 物理学报, 2004, 53(8): 2694-2698. doi: 10.7498/aps.53.2694
    [18] 彭爱华, 谢二庆, 姜 宁, 张志敏, 李 鹏, 贺德衍. 稀土(Tb,Gd)掺杂多孔硅的光致发光性能研究. 物理学报, 2003, 52(7): 1792-1796. doi: 10.7498/aps.52.1792
    [19] 马书懿, 秦国刚, 尤力平, 王印月. 含纳米硅和纳米锗的氧化硅薄膜光致发光的比较研究. 物理学报, 2001, 50(8): 1580-1584. doi: 10.7498/aps.50.1580
    [20] 梁二军, 晁明举. 激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究. 物理学报, 2001, 50(11): 2241-2246. doi: 10.7498/aps.50.2241
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-31
  • 修回日期:  2010-07-22
  • 刊出日期:  2010-06-05

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