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掺铒Si/Al2O3多层结构中结晶形态对1.54μm发光的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN304.12[电子电信—物理电子学] TQ325.14[化学工程—合成树脂塑料工业]
  • 作者机构:[1]南京大学物理系,江苏省光电功能材料重点实验室,南京210093, [2]复旦大学物理系,上海200433, [3]中国科学院福建物质结构研究所,福州350002
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10574062,90606021)资助的课题.
中文摘要:

利用脉冲激光沉积的方法制备掺铒Si/Al2O3多层结构薄膜,获得了由纳米结构的Si作为感光剂增强的Er3+在1.54μm高效发光.利用拉曼散射、高分辨透射电镜和光致发光测量研究了在不同退火温度下(600—1000℃)纳米结构Si层的结晶形态变化,及对Er3+在1.54μm的发光的影响特征.研究发现最佳发光是在退火温度600—700℃.在这个条件下纳米Si的尺寸和密度,Si和Er的作用距离以及Er3+发光的化学环境得到了优化.进一步,光致发光瞬态衰减谱研究表明,当纳米Si尺寸小时,衰减遵循单指数模式(慢过程),当纳米Si尺寸大时,衰减遵循双指数模式(快过程和慢过程),其中衰减中快过程来自类体Si的对激发态Er3+去激发过程,慢过程对应典型的纳米Si体系衰减过程.

英文摘要:

The crystallization evolution of the nanostructured Si (ns-Si) in the Er-doped Si/Al2O3 multilayer fabricated by using pulsed laser deposition technique and its effects on the Er^3+ luminescence at 1.54 um are investigated. Raman scattering and transmission electron microscopy measurements are used to characterize the microstructure evolution of the ns-Si during annealing treatment processes. The maximum photoluminescence intensity is obtained in the sample with ultrathin ns-Si sublayers annealed at 600--700℃, where the density, the size of Si nanocrystals, the interaction distance, and the optimized local environment for effectively activating the Er^3+ are well controlled. From the analysis of the decay process of time-dependent luminescence, two decay channels are considered, the fast and slow decay channels. The bulk-like Si is responsible for the fast process and the Si nanocrystals are responsible for the slow decay process.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876