多孔硅与有机材料复合光电特性研究

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1、浙江大学硕士学位论文多孔硅与有机材料复合光电特性研究姓名：赵毅申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：阙端麟;杨德仁2003.6.1塑姿奎兰坠!耋壁笙塞整篓竺!!!兰坠!旦多孔硅与有机材料复合光电特性研究摘要硅撼上实现场致发光是实现金硅集成电路的基础，然而由于硅的间接能带带来静奁毙致发光潆L)萃瑟壤致发必(E毛)方鬣÷势{鬟下弱量子效率(<珀’4甄)以及窄小的能带隙(1-lev)所产生的近红外区域光发射，硅材料柱光电器件方面静应用十分有限。1990年，英国秘学家Canham意多}静发税硅在氯氟酸溶液中电解腐蚀后，在室温下可以光致发光，这马上引起了世界各国学者的广泛注意，从

2、而掀起了～场研究多孔硅发光的热潮。在1992年第一个多孔硅蒸的发光二极管的措现更馒人们对多孔硅发光的应用翦景感到乐观，也为光电子的全硅集戏带来r、希望。／f本文在综述多孑L磁瓣剞荟嬲多魏穗基复会髂系发炎特性黟}突进展戆基础上，通过光致发光谱，I．v曲线，勉外光谱等先进的测试方法对多孔硅／有机复合体系逶行了系统静疆究，绳鑫了一释掰豹p-n缝绥梅，多箍硅／有橇弄覆p-n结。嗣时研究了在不『司气氛下的快速热处理(R皿)对多孔硅发光特性的影响。这些磷究为稍番性能良好薛多鞭硅基麓光器件奠定了旗穑。，(实验研究了多扎硅与聚甲基两烯酸甲疆(PMMA)复合后的光致发光特性。1。、用化学腐蚀的方法

3、制备了多孔硅，通过不问的方法实现了多孔硅与PMMA的复念。实验缝果表明，用旋涂法实现豹PMMA强豫后再与多孔硅复合嚣利褥豹样晶的结果嫒好，它与原始的多孔硅样品相比发光峰发生了藏移而殿发光强度下降缀小，我翻认为PMMA瀑有限鹣潭裹弱PMMA慰多孑0疆表嚣麴保护饺复合嚣发光强度下降很小，而且制各的多孔硅／FMMA复合体系的发光强度几乎不随时闻丽下降。实验研究了多孔硅／多孔氧化锅与有机发光材料(DBO-PPV，PVK，AIq3)复裔后的光电特性。研究发现，多孔@／PVK复合体繇的PL谱兼其有多孔硅和PVK豹发光峰，嗣对农485nm的位置怨现了～个毅豹峰，嗣对，采髑不网的激发波长可以获得

4、不同的PL谱峰型．遮可以从多孔硅和PVK的激发谱中得到解释。多孑L氧纯锯窝PVK复合嚣，PVK发必蜂蠡冬篷萋鸯大旗度弱蓝移，没有产生瑟约发光峰，这是由予多孔氧化铝纳米孔量予限制效髓引起的。I—V特性研究发现，多琵硅(p墅耪n鍪)与PVK复合君，缀大程度土蔹善了英I，v将往，=}乏箕在n在薪；，，弋拇一终、x‘1o：‘．浙江大学’硕士学位论文赵毅2003年5月型的多孔硅中更为明显。同时，P型多孔硅与Alqs复合后可以得到相似的结果。所以，PVK和Alq3都可以用来作为多孔硅基发光二极管的接触材料。多孔硅与DBO-PPV复合后，使多孔硅的一个发光峰发生蓝移。多孔氧化铝／DBO—PPV

5、复合体系的PL谱出现了四个峰，多孔氧化铝的峰位置没有发生改变，DBO．PPV的三个峰发生了90nm的蓝移。这是由于多孔氧化铝的纳米结构很好地吸附了DB0一PPV分子，并阻止它的聚集。而多孔氧化铝只起到了量子限制作用，与DB0-PPV之间没有发生了能量和载流子的转移。这一结果确认了多孔硅的跃迁过程主要是由量子限制效应决定。复合过程受表面态影响。从而可以对介孔复合体系的发光特性做出预测，为体系的设计和制备提供依据；同时，为PPV的发光器件提供了一个新的衬底和电极。实验还研究了快速热处理(RTP)对多孔硅发光特性的影响。结果表面，在不同的气氛中(N2，02，Ar，空气)中RTP处理后，

6、均可得到多孔硅的蓝光发射，而且具有很好的重复性。在其他文献报道中，用同样类型的硅片制备的多孔硅，却没有发现这一现象，这说明要实现多孔硅的蓝光发射的要求是很苛刻的。多孔硅的材料的类型，制各过程，测试PL谱的激发波长等都有可能导致不能得到多孔硅的蓝光发射。在RTP后多孔硅样品经HF处理后的红外光谱中还可以看出，多孔硅的蓝光发射并不一定需要硅的氧化物的存在。＼)，关键词：多孔硅有机材料光电特性浙江大学硕士学位论文赵毅2003年5月LuminescentandElectricalPropertiesofCompositesofPorousSiliconandOrganicMaterial

7、sAbstractVisiblelightemissionfromporoussiliconfilmshasstimulatedtremendousinterestsoverthepastseveralyearsduetoitspotentialapplicationinoptoeletronicsdevicesanditsabilitytobeintegratedwithcurrentSi-processingtechnology．Thispaperinvestigatedth