硅量子点的异常结构及其高效率蓝光发射研究－－制备、表征及电致-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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硅量子点的异常结构及其高效率蓝光发射研究－－制备、表征及电致

项目名称：硅量子点的异常结构及其高效率蓝光发射研究－－制备、表征及电致
项目类别：青年科学基金项目
批准号：50402010
申请代码：E020702
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：杜希文
负责人职称：教授
依托单位：天津大学
批准年度：2004

中文摘要：

人类在二十一世纪将迎来光通讯时代，硅基发光材料与现有的半导体器件制造技术相容，是实现光电集成的关键材料，但硅的间接带隙能带结构使得这类材料发光效率低下。本项目计划通过获得异常结构的硅基发光材料改善其发光效率，主要内容包括三个部分（1）通过反应共沉积、激光处理和催化电化学的方法获得异常结构的硅量子点材料，并进行表面修饰，实现硅量子点由间接带隙向直接带隙的转变，从根本上提高发光效率。（2）利用先进的

中文主题词：硅；量子点；奇异结构；发光性能

英文摘要：

silicon; quantum dots; novel s

英文主题词： silicon; quantum dots; novel s

结论摘要：

硅基发光材料与现有的半导体器件制造技术相容，是实现光电集成的关键材料，但硅的间接带隙能带结构使得这类材料发光效率低下，本项目通过获得异常结构的硅基发光材料改善其发光效率，取得了显著的成果1)分别采用电子束辐照、偏压溅射和激光溅射的方式获得了面心立方结构的硅纳米晶，获得了增强的可见光发射，并深入探讨了奇异结构硅纳米晶的发光机理。同时利用反应溅射的方法获得了超细晶硅和良好的表面修饰，获得了硅的本征光发射。2)对多孔硅进行了表面改性处理，利用化学电化学两步法获得了表面Si-Ag键，利用磁控溅射获得了表面Si-Ti键，利用溶胶凝胶方法进行氧化硅的钝化，利用低能离子辐照生成Si-N键，这些表面改性措施均大幅度提高了发光性能。3)对电致发光器件进行了尝试，获得了带有硅连线的多孔硅，并或发明专利。4)对其他量子点发光材料进行了探索，获得蓝光发射的水溶性ZnO量子点，利用PMMA修饰ZnO量子点获得了本征发光，制备了ZnO纳米杯，研究了SiCN发光材料的结构和发光性能等。通过本项目的研究，阐明的硅量子点的奇异结构与其发光性能的关系，说明奇异结构硅基量子点是一种非常有潜力的发光材料。

成果综合统计