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Si基CeO2/Tb4O7超晶格薄膜发光特性的研究
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:0
  • 页码:2067-2070
  • 分类:O472.3[理学—半导体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京交通大学光电子技术研究所,发光与光信息技术教育部重点实验室,北京100044
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60977017)资助
  • 相关项目:基于带隙可调的碳化硅多量子阱LED研制及其发光性能的提高
中文摘要:

利用电子束蒸发技术在P型硅衬底上沉积了CeO2/Tb4O7超晶格样品,将样品置于弱还原气氛中高温退火后,观察到薄膜样品在488,544,588以及623nm左右出现Tb3+的四个典型发光峰。结合激发光谱、吸收光谱以及XRD分析表明,CeO2薄膜在高温下失氧,发生Ce^4+→Ce3+转变,Ce3+吸收紫外光后,Ce^3+与Tb^3+发生能量传递,产生发光。通过改变Tb4O7薄膜厚度,研究了Tb4O7层厚对超晶格发光的影响,结果显示在Tb4O7层厚为0.5nm时,发光强度最大;Tb4O7层厚大于0.5nm时,由于Tb^3+间的能量传递,产生浓度猝灭。同时,对超晶格样品在900~1 200℃之间进行了不同温度、不同时间的退火,结果显示在1 200℃下进行2h的退火,薄膜发光强度达到最大。研究认为,Ce^3+的浓度、氧空位缺陷以及Ce^3+与Tb^3+间距的变化是导致这一结果的主要原因。

英文摘要:

CeO2/Tb4O7 superlattices were deposited on P type Si wafers by e-beam evaporation technology.Four typical photoluminescence peaks of Tb3+ ions which located around 488,544,588 and 623 nm were obtained after the superlattices annealing in weak reducing atmosphere at high temperature.It was indicated that CeO2 films transferred to amorphous state as the valence transition of Ce4+→Ce3+ which was induced by thermal annealing,the energy transfer occurred between Ce3+ ions and Tb3+ ions,and the Tb3+ ions emition could be detected after obtaining the energy from Ce3+ ions.A study about the effect of Tb4O7 thickness on the superlattices photoluminescence showed that the maximum PL intensity as thickness of Tb4O7 films were about 0.5 nm,the concentration quenching might occur because of the energy transfer among the Tb3+ ions.The annealing conditions research demonstrated that the maximum PL intensity could be obtained as the superlattices annealed at 1 200 ℃ for 2 hour.Further investigation inferred that the concentration of Ce3+ ions,Oxygen vacancy defects and the distance between Ce3+ ions and Tb3+ ions play an important role in the annealing process.

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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642