界面层调控和修饰对提高硅量子点/硅纳米线电致发光器件性能的研究
发布时间：2022-07-08 13:45
寻找稳定高效的硅基光源在固态照明、平板显示、生物探测、光电互连等领域都有重要的意义。由于量子尺寸效应,硅量子点的带隙可以在可见-红外波段范围内调节,其室温发光现象也都被实验观测到。利用多层膜限制性结晶得到的硅量子点材料由于与当今微纳加工工艺兼容,因此在器件制备方面有其独特的优势。然而,相对于表面有良好修饰的胶体硅量子点的电致发光器件,基于多层膜限制结晶的硅量子点发光器件报道多停留在简单的“底电极/平面衬底/发光层/顶电极”结构上,其电光转换效率较低,关于器件结构更深入细致的研究还有待进行。在本课题组先前的研究中发现,采用微纳结构衬底的硅量子点/二氧化硅多层膜电致发光器件相比于平面器件具有更高的电流注入效率和光萃取效率。因此,本论文基于微纳结构衬底（硅纳米线）,自下而上地构筑了经过能带调控以及界面修饰的硅量子点/二氧化硅多层膜电致发光器件,使得器件的光电性能得到进一步的提升。论文的主要研究内容与结果说明如下:1.利用金属辅助化学刻蚀法制得微纳尺度的硅纳米线,通过等离子体增强化学气相沉积以及后续的高温退火,在硅纳米线上包覆硅量子点/二氧化硅多层膜,加入上下电极后得到硅量子点/硅纳米线异质结...
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 硅量子点发光的研究背景
1.1.1 硅基光互连的背景和意义
1.1.2 硅量子点发光的应用
1.2 调控硅量子点发光的研究进展与现状
1.2.1 尺寸效应对硅量子点发光的影响
1.2.2 表面状况对硅量子点发光的影响
1.2.3 利用掺杂对硅量子点发光的调控
1.2.4 金属微纳结构对硅量子点发光的调控
1.2.5 微纳结构衬底对硅量子点发光的研究以及存在的问题
1.3 本论文的研究思路及主要内容
参考文献
第二章 硅量子点/硅纳米线电致发光器件的制备及界面钝化
2.1 引言
2.2 金属辅助化学刻蚀硅纳米线的原理与方法
2.3 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的钝化效果
2.3.1 硅纳米线/超薄氧化铝衬底结构的制备与表征
2.3.2 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的化学钝化效果
2.3.3 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的场效应钝化效果
2.4 氧化铝钝化硅量子点/硅纳米线电致发光器件的研究
2.4.1 氧化铝钝化电致发光器件的制备与表征
2.4.2 氧化铝钝化电致发光器件的性能表现与原理分析
2.5 本章小结
参考文献
第三章 利用银纳米颗粒实现对硅量子点/硅纳米线电致发光器件的光电调控
3.1 引言
3.2 银纳米颗粒修饰的发光器件的制备与表征
3.2.1 发光器件的制备流程及银纳米颗粒的形成机制
3.2.2 银纳米颗粒在核壳结构器件中的分布
3.3 局域表面等离子体共振对器件光致发光的影响
3.4 银纳米颗粒对器件电致发光的影响
3.4.1 器件电致发光性能表现
3.4.2 银纳米颗粒增强电致发光的机制分析
3.5 本章小结
参考文献
第四章 硅量子点/硅纳米线电致发光器件的顶电极优化和能带设计
4.1 引言
4.2 电致发光器件的顶电极优化
4.2.1 金过渡层的制备与表征
4.2.2 顶电极优化的器件性能
4.3 电子传输与空穴阻挡层的引入
4.3.1 氧化钛作为电子传输与空穴阻挡层的可行性研究
4.3.2 引入超薄氧化钛的电致发光器件的表征
4.3.3 引入超薄氧化钛的电致发光器件的性能表现与原理分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 硼掺杂富硅碳化硅薄膜对硅量子点/硅纳米线发光器件的初步应用
5.1 引言
5.2 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的制备与表征
5.3 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光电特性
5.3.1 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光学特性
5.3.2 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的电学特性
5.4 硼掺杂富硅碳化硅对器件发光的影响及分析
5.4.1 引入硼掺杂富硅碳化硅的发光器件的制备
5.4.2 硼掺杂富硅碳化硅对器件光致发光的影响及分析
5.4.3 硼掺杂富硅碳化硅对器件电致发光的影响及分析
5.5 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展塱
博士阶段研究成果
致谢
本文编号：3657137
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 硅量子点发光的研究背景
1.1.1 硅基光互连的背景和意义
1.1.2 硅量子点发光的应用
1.2 调控硅量子点发光的研究进展与现状
1.2.1 尺寸效应对硅量子点发光的影响
1.2.2 表面状况对硅量子点发光的影响
1.2.3 利用掺杂对硅量子点发光的调控
1.2.4 金属微纳结构对硅量子点发光的调控
1.2.5 微纳结构衬底对硅量子点发光的研究以及存在的问题
1.3 本论文的研究思路及主要内容
参考文献
第二章 硅量子点/硅纳米线电致发光器件的制备及界面钝化
2.1 引言
2.2 金属辅助化学刻蚀硅纳米线的原理与方法
2.3 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的钝化效果
2.3.1 硅纳米线/超薄氧化铝衬底结构的制备与表征
2.3.2 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的化学钝化效果
2.3.3 原子层沉积超薄氧化铝对硅纳米线的场效应钝化效果
2.4 氧化铝钝化硅量子点/硅纳米线电致发光器件的研究
2.4.1 氧化铝钝化电致发光器件的制备与表征
2.4.2 氧化铝钝化电致发光器件的性能表现与原理分析
2.5 本章小结
参考文献
第三章 利用银纳米颗粒实现对硅量子点/硅纳米线电致发光器件的光电调控
3.1 引言
3.2 银纳米颗粒修饰的发光器件的制备与表征
3.2.1 发光器件的制备流程及银纳米颗粒的形成机制
3.2.2 银纳米颗粒在核壳结构器件中的分布
3.3 局域表面等离子体共振对器件光致发光的影响
3.4 银纳米颗粒对器件电致发光的影响
3.4.1 器件电致发光性能表现
3.4.2 银纳米颗粒增强电致发光的机制分析
3.5 本章小结
参考文献
第四章 硅量子点/硅纳米线电致发光器件的顶电极优化和能带设计
4.1 引言
4.2 电致发光器件的顶电极优化
4.2.1 金过渡层的制备与表征
4.2.2 顶电极优化的器件性能
4.3 电子传输与空穴阻挡层的引入
4.3.1 氧化钛作为电子传输与空穴阻挡层的可行性研究
4.3.2 引入超薄氧化钛的电致发光器件的表征
4.3.3 引入超薄氧化钛的电致发光器件的性能表现与原理分析
4.4 本章小结
参考文献
第五章 硼掺杂富硅碳化硅薄膜对硅量子点/硅纳米线发光器件的初步应用
5.1 引言
5.2 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的制备与表征
5.3 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光电特性
5.3.1 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的光学特性
5.3.2 硼掺杂富硅碳化硅薄膜的电学特性
5.4 硼掺杂富硅碳化硅对器件发光的影响及分析
5.4.1 引入硼掺杂富硅碳化硅的发光器件的制备
5.4.2 硼掺杂富硅碳化硅对器件光致发光的影响及分析
5.4.3 硼掺杂富硅碳化硅对器件电致发光的影响及分析
5.5 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展塱
博士阶段研究成果
致谢
本文编号：3657137
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3657137.html
