有序可控纳米银球阵列对a-SiN_x∶O薄膜光致发光增强的研究
本文关键词: 非晶掺氧氮化硅薄膜 局域表面等离激元 光致发光 激光退火 出处:《南京大学学报(自然科学)》2017年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:采用聚苯乙烯(PS)纳米小球自组装技术结合激光退火方法制备了三种不同尺寸纳米银球阵列,研究不同尺寸纳米银球阵列对非晶掺氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜的光致发光的影响.首先,在p型硅衬底上铺有三种不同尺寸的聚苯乙烯(PS)纳米小球,再采用磁控溅射系统蒸镀银薄膜,然后用激光对该银薄膜进行处理.最后,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统在样品表面生长非晶掺氧氮化硅薄膜.实验结果表明,相比于未引入纳米银球阵列的a-SiN_x∶O薄膜,引入170nm、220nm和300nm银球阵列的a-SiN_x∶O薄膜,其光致发光强度(PL)分别增强4.6、3.1和1.3倍.样品的原子力显微镜(AFM)图像显示,纳米银颗粒呈周期性排列且尺寸可控.荧光光谱分析表明,随着纳米银球阵列尺寸的增加,薄膜的发光峰位出现了红移.通过分光光度计UV-3600对a-SiN_x∶O薄膜的消光谱进行了测量计算.为了进一步研究不同尺寸纳米银球阵列对非晶掺氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜的光致发光的影响,对其消光谱和PL谱进行了对比分析.实验证实了a-SiN_x∶O薄膜光致发光的增强来自于金属银局域表面等离激元(LSP)与a-SiN_x∶O薄膜光发射之间的耦合.
[Abstract]:Using polystyrene (PS) nanoparticles self-assembly technique combined with laser annealing method for three different sizes of nano silver array was prepared. The size of nano silver on the array of different oxygen doped amorphous silicon nitride (a-SiN_x: O) the effect of light emitting film. First of all, there are three different sizes of polystyrene in P type silicon on the substrate (PS) nanoparticles, and then steamed silver film by magnetron sputtering, and then the silver films were treated with laser. Finally, using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system for the growth of oxygen doped amorphous silicon nitride film on the surface of the sample. The experimental results show that compared to the introduction of nano silver array without a-SiN_x: O film, the introduction of 170nm, 220nm and 300nm Yinqiu array a-SiN_x: O films and its photoluminescence intensity (PL) enhanced 4.6,3.1 and 1.3 times respectively. Atomic force microscopy samples (AFM) images show that the nano silver stars The particle is arranged periodically and controllable size. The fluorescence spectra show that with the increase of silver nano array size, peak film had a red shift. The spectrophotometer UV-3600 measured and calculated on a-SiN_x: O film extinction spectrum. In order to further study the different sizes of nano silver on oxygen doped amorphous array silicon nitride (a-SiN_x: O) the effect of light emitting film, made a comparative analysis on the extinction spectrum and PL spectrum. The experiment proved that a-SiN_x: O thin film light induced enhancement of metallic silver from localized surface plasmon luminescence (LSP) coupled with a-SiN_x: O thin film light emission.
【作者单位】: 南京大学电子科学与工程学院;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(2010CB934402) 国家自然科学基金(61071008,61571221,61634003,11374153) 高等学校博士学科点专项科研基金(20130091110024) 江苏高校优势学科建设工程项目 江苏省六大人才高峰项目(DZXX-001)
【分类号】:TB383.2
【正文快照】: 硅基光电子集成为集成电路产业可持续发展提供了解决方案,其中硅基光电子集成的关键在于实现高效率的硅基光源[1-10].非晶掺氧氮化硅(a-SiNx∶O)薄膜作为一种硅基发光材料,具有发光波长可调、制备简单等优点,为了实现硅基发光材料的实际应用,a-SiNx∶O薄膜的发光效率有待提高.
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 何贤模;徐明;芦伟;;氮化硅薄膜的光致发光机制[J];材料导报;2012年19期
2 沈乐园;崔杨;周程;;热释光与光致发光技术测定累积剂量的比较[J];污染防治技术;2008年04期
3 徐骏,陈坤基,黄信凡,贺振宏,韩和相,汪兆平,李国华;镶嵌型纳米锗的制备新方法及其光致发光研究[J];发光学报;1999年03期
4 马忠元,黄信凡,朱达,李伟,陈坤基,冯端;原位等离子体逐层氧化a-Si:H/SiO_2多层膜的光致发光研究[J];物理学报;2004年08期
5 田莹;曹望和;夏天;周立新;付姚;;二氧化钛纳米晶的制备及其光致发光的研究(英文)[J];功能材料;2005年09期
6 宋继梅;焦剑;梅雪峰;张小霞;杜永芳;;SrWO_4-ZnO复合物的制备及光致发光与光催化性质的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年01期
7 马勇,王万录,廖克俊,吕建伟,孙晓楠;ZnO薄膜的光致发光[J];功能材料;2004年02期
8 肖进;张庆礼;邵淑芳;刘文鹏;丁丽华;殷绍唐;;Sc_2O_3:Nd,Sc_2O_3:Yb纳米粉体的制备和光致发光[J];人工晶体学报;2009年02期
9 ;专利选报[J];国外发光与电光;1975年05期
10 沈里;陈定安;张家雨;梁大顺;崔一平;;胶体硒化镉量子点的荧光时间分辨谱研究[J];电子器件;2008年05期
相关会议论文 前10条
1 刘小兵;史向华;;多孔硅光致发光稳定性研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
2 王萍萍;吴大军;陈国华;;聚芴/无机粒子纳米复合材料的制备及其光致发光研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
3 曾宇昕;王水凤;程国安;肖志松;元美玲;;小束流稀土Nd~(3+)注入硅基薄膜材料结构及光致发光的研究[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
4 翟斐斐;李祥;于宙;程兴旺;唐波;;微孔状ZnO薄膜的生长与光致发光性[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
5 方应翠;章壮健;杨锡良;漆乐俊;李维卿;陆明;;纳米晶Si/二氧化硅体系的制备及光致发光增强研究[A];中国真空学会第六届全国会员代表大会暨学术会议论文摘要集[C];2004年
6 周丽红;杨义涛;张崇宏;宋银;;对高温注氦SiC单晶光致发光谱的研究[A];第二届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2005年
7 卢红兵;李金钗;田玉;朱昱;;ZnO缓冲层上定向ZnO微棱柱的制备、表征和光致发光[A];2006全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2006年
8 方应翠;高博;陈留国;高洪营;;硅基体表面状态对荧光分子光致发光的影响[A];中国真空学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
9 郭凤瑜;蔡向东;彭夷安;;Ca_3La_3(Bo_3)_5中Tb~(3+)的光致发光[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
10 李照业;薛召军;孔丽君;;稀土复合材料的极性对荧光的影响[A];第17届全国复合材料学术会议(智能与功能复合材料分论坛)论文集[C];2012年
相关博士学位论文 前3条
1 尹永琦;表面修饰ZnO纳米棒光致发光和表面增强光谱效应研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 杨涛;非水性sol-gel法合成稀土掺杂氧化铝的光致发光增强机制研究[D];大连理工大学;2007年
3 张新华;ZnS、ZnO、TiO_2微纳结构设计合成与光致发光、光电转换性能研究[D];合肥工业大学;2011年
相关硕士学位论文 前10条
1 王圣之;有机—无机杂化钙钛矿的合成与光学性能研究[D];东南大学;2016年
2 孙清;Pb_3B_(10)O_(16)[OH]_4的制备及其性能研究[D];西南科技大学;2016年
3 樊珊珊;原子层二硫化钼的光致发光及动力学过程研究[D];华中科技大学;2015年
4 张红;光致发光稀土高分子材料的制备与性能研究[D];扬州大学;2005年
5 叶春暖;硅基发光材料的光致发光和电致发光研究[D];苏州大学;2002年
6 于奎龙;蝴蝶光致发光增强光学复合结构研究及仿生[D];上海交通大学;2012年
7 昝祥;固相烧结多孔SiC的制备、结构、光致发光和电阻率[D];西安理工大学;2003年
8 秦建芳;光致发光稀土高分子材料的制备、表征及性能研究[D];内蒙古大学;2006年
9 陈景东;水热腐蚀多孔硅的光致发光和光电导特性[D];汕头大学;2006年
10 陈永彬;硅纳米晶光致发光调制及电致发光研究[D];复旦大学;2011年
,本文编号:1486940
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/1486940.html