摻鉺硅基碳化硅的光譜性質(zhì)研究.pdf

1、碳化硅具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、大的熱導(dǎo)率、高電子遷移率、高擊穿電場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是高溫、高頻、高功率器件的理想半導(dǎo)體材料。但是，這種寬禁帶間接帶隙半導(dǎo)體，只有在低溫下能夠產(chǎn)生微弱藍(lán)光發(fā)射，限制了碳化硅在光子學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。 本文研究了摻鉺硅基3C-SiC (Er<'3+>：3C-SiC/Si) 材料的光譜性質(zhì)，包括3C-SiC/Si的傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜、拉曼光譜，以及3C-SiC/Si和Er<'3+>：3C-SiC/Si光致發(fā)光特性；分析

2、了3C-SiC/si傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜、拉曼光譜中的特征峰和歸屬情況，討論了3C-SiC/Si、Er<'3+>：3C-SiC/Si光致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和機(jī)理。 利用光譜表征手段得到了3C-SiC/Si與C-Si鍵相關(guān)的紅外吸收峰780cm<'-1>，拉曼平面光學(xué)模795cm<'-1>和軸向光學(xué)模980cm<'-1>；得到了紅外光譜中的頻移與晶化質(zhì)量的關(guān)系，晶粒大小和熱脹系數(shù)差異等因素與拉曼光譜頻移關(guān)系。 討論了3c-SiC

3、/Si中的熒光光譜藍(lán)移現(xiàn)象，指出了樣品中晶粒尺寸的減小，使得輻射復(fù)合作用增強(qiáng)，最終導(dǎo)致熒光光譜藍(lán)移。 比較了Er<'3+>：3C-SiC/Si與3C-SiC的光致發(fā)光強(qiáng)度的差別，檢測(cè)得到了摻鉺后樣品光致發(fā)光輪廓不變同時(shí)伴隨發(fā)光強(qiáng)度增加的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，運(yùn)用能量轉(zhuǎn)移模型解釋了產(chǎn)生光致發(fā)光增強(qiáng)的原因，指出上述現(xiàn)象是Er<'3+>和基質(zhì)3C-SiC/Si共同作用的結(jié)果。 討論了摻鉺硅基3C-SiC的光致發(fā)光強(qiáng)度與Er<'3+>注入劑