Y掺杂Si纳米线的光致发光特性

摘要：

以n型单晶Si(111)为衬底,利用Au作为催化剂,在温度、N2流量和生长时间分别为1100 ℃,1.5 L·min-1和60 min的条件下,基于固-液-固生长机制,生长了直径为60~80 nm、长度为数十微米的高密度Si纳米线.随后,以Y2O3粉末为掺杂源,采用高温扩散方法对Si纳米线进行了钇(Y)掺杂.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和荧光分光光度计对不同掺杂温度(900~1 200 ℃)、掺杂时间(15~60 min)和N2流量(0~400 sccm)等工艺条件下制备的Y掺杂Si纳米线的形貌、成分、结晶取向以及激发光谱和发射光谱特性进行了详细的测量和表征.结果表明,在掺杂温度为1 100 ℃,N2流量为200 sccm、掺杂时间为30 min和激发波长为214 nm时,Y掺杂Si纳米线样品表现出较好的发光特性.样品分别在470~500和560~600 nm范围内出现了两条发光谱带.560~600 nm的发光带由两个发光峰组成,峰位分别为573.6和583.8 nm,通过结构分析可以推测,这两个发光峰是由Y3+在Si纳米线的带隙中引入的杂质能级引起的.而470~500 nm较宽的发光带同样来源于Y离子在Si纳米线带隙中引入的与非晶SiOx壳层中氧空位能级十分接近的杂质能级.

关键词：Si纳米线、Y掺杂、光致发光、结构特性

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分类号：O614.3(无机化学)

资助基金：河北大学校内人才培养科研项目,国家级大学生创新训练项目201510075018;国家自然科学基金青年科学基金项目61204079

在线出版日期：2017-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1357-1362