溶膠-凝膠法制備Tb3+摻雜的SiO2熒光粉性質(zhì)研究.pdf

1、單晶硅是現(xiàn)代半導(dǎo)體器件和大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)材料。然而隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，微電子器件在熱穩(wěn)定性、信號(hào)傳輸速度等方面出現(xiàn)了難以克服的缺陷。因此人們希望通過光電互聯(lián)技術(shù)替代微電子技術(shù)從而突破這一困境。但是，硅是間接帶隙半導(dǎo)體材料，發(fā)光效率極低，所以實(shí)現(xiàn)高效的硅基發(fā)光成為當(dāng)前科研人員面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　 本論文以制備高質(zhì)量的硅基熒光粉為目的，以稀土離子摻雜為手段，采用溶膠-凝膠方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最終實(shí)現(xiàn)了Tb3+離子在二氧化硅中的摻

2、雜，繼而通過熱處理獲得所需熒光粉，并對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行測(cè)量、分析。具體來說，可以分為如下兩項(xiàng)工作：
　　 第一、利用溶膠-凝膠方法制備Tb3+離子摻雜Tb3+:SiO2熒光粉，并對(duì)其進(jìn)行光譜分析。
　　 第二、詳細(xì)探討熒光粉發(fā)光性能與實(shí)驗(yàn)參數(shù)之間的關(guān)系，包括：
　　 ①、水與正硅酸乙脂的化學(xué)劑量比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水與正硅酸乙脂的化學(xué)劑量比R0=2、4、6、8、10時(shí)，樣品均可具有清晰明亮的綠光（543nm）發(fā)射。但

3、相比較而言，當(dāng)R0=4時(shí)，熒光粉發(fā)光效率最高。
　　 ②、熱處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，未經(jīng)熱處理的干凝膠，發(fā)光極其微弱。對(duì)其進(jìn)行T=300℃、400℃、450℃、500℃、600℃、700℃、800℃熱處理，并測(cè)量其熒光光譜。發(fā)現(xiàn)：300℃熱處理的樣品熒光發(fā)射最強(qiáng)，500℃熱處理的樣品熒光發(fā)射最弱；在500℃之前熒光發(fā)射隨退火溫度的升高而降低，500℃之后熒光發(fā)射隨退火溫度的升高而升高；700℃、800℃光強(qiáng)近似。
　　 ③、