共掺杂对硅基掺铒二氧化钛薄膜发光器件的电致发光的增强效应

发布时间：2024-03-19 22:04

　　基于掺铒(Er)的半导体发光器件在过去的近二十年间一直备受瞩目。宽禁带氧化物n型半导体材料TiO2已在相关报道中被证实能够作为Er发光合适的基体。近年来,我们课题组实现了 ITO/TiO2:Er/SiO2/n+-Si多层结构和TO2:Er/p+-Si异质结结构LED的电致发光(EL),其中TiO2:Er代表的是共掺Er的TiO2薄膜。然而,其中与Er相关的电致发光强度还有待进一步增强。本论文通过在TiO2基体中共掺特定杂质的策略,增强硅基TiO2:Er薄膜发光器件的Er电致发光。本论文取得的主要结果如下:(1).利用射频溅射法在p+-Si衬底和经过1100℃热氧化5min的n+-Si衬底上分别沉积共掺Zr的TiO2:Er[TiO2:(Zr,Er)]薄膜,Zr的名义含量为2.5-7.5%。在p+-Si衬底上沉积的薄膜在O2气氛下650℃热处理2h,而在氧化的n+-Si衬底上沉积的薄膜在O2气氛800℃热处理1h。在此基础上,分别制备出TiO2:(Zr,Er)/p+-Si异质结和ITO/TiO2:(Zr,Er)/SiO2/n+-Si多层结构的器件。为了对比,还分别制备出TiO2:Er//p...

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【部分图文】：

图２．１?Ｅｒ原子结构示意图??

光谱）和ｆ－ｆ跃迁（线状光谱）。稀土离子不同波长的特征光发射是由于其中的电??子在不同高能级和低能级之间进行辐射跃迁，从而产生将近三万余条发光谱线，??镧系离子的能级图如图２．２所示。??ＥＰ离子的发光一般属于ｆ－ｆ跃迁，即妒壳层内电子以辐射方式从激发态能??级跃迀到基态能级，并....

图２．２各种镧系离子能级图［２８］??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｈｅ?ｅｎｅｒｇｙ－ｌｅｖｅｌ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ??

?琢??图２．１?Ｅｒ原子结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ａｔｏｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｅｒ．??２．２．２?Ｅｒ的发光特性??目前，将其它微量元素（激活剂）掺入到基体材料（基体）得到的材料是发??光材料的一种重要类型，稀土离子一般充当激活剂，由于其....

图13(a)锐钦矿相、(b)板铁矿相和(c)金红石

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图2.4通过第一性原理计算得到的(a)锐

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本文编号：3932626