强激光与粒子束
彊激光與粒子束
강격광여입자속
HIGH POWER LASER AND PARTICLEBEAMS
2014年
10期
101024-1-101024-6
,共1页
朱敏%李晓红%谢长鑫%常利阳%杨永佳%邱荣
硃敏%李曉紅%謝長鑫%常利暘%楊永佳%邱榮
주민%리효홍%사장흠%상리양%양영가%구영
飞秒脉冲激光%单晶硅%微构造%光致荧光特性
飛秒脈遲激光%單晶硅%微構造%光緻熒光特性
비초맥충격광%단정규%미구조%광치형광특성
femtosecond laser pulses%monocrystalline silicon%microstructured silicon%photolumi-nescence
采用钛宝石飞秒脉冲激光对单晶硅在空气中进行辐照,研究了硅表面在不同扫描速度和能量密度下的光致荧光特性。光致荧光谱(PL)测量表明,在样品没有退火处理的情况下,激光扫描区域观察到橙色荧光峰(603 nm)和红色荧光带(680 nm附近)。扫描电子显微镜(SEM)测量显示,在飞秒脉冲激光辐照硅样品的过程中硅表面沉积了大量的纳米颗粒。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)检测到了低值氧化物 SiOx(x<2)的存在,并且结合能谱仪(EDS)检测结果发现氧元素在光致发光中起着重要作用。研究表明:603 nm处橙色荧光峰来自微构造硅表面低值氧化物 SiOx,680 nm 附近红色荧光带来自量子限制效应。同时样品表面硅纳米颗粒的尺寸和氧元素的浓度分别决定了红色荧光带和橙色荧光的强度,通过调节飞秒激光脉冲的扫描速度和能量密度,可以有效地控制样品的荧光强度。
採用鈦寶石飛秒脈遲激光對單晶硅在空氣中進行輻照,研究瞭硅錶麵在不同掃描速度和能量密度下的光緻熒光特性。光緻熒光譜(PL)測量錶明,在樣品沒有退火處理的情況下,激光掃描區域觀察到橙色熒光峰(603 nm)和紅色熒光帶(680 nm附近)。掃描電子顯微鏡(SEM)測量顯示,在飛秒脈遲激光輻照硅樣品的過程中硅錶麵沉積瞭大量的納米顆粒。利用傅裏葉變換紅外光譜儀(FT-IR)檢測到瞭低值氧化物 SiOx(x<2)的存在,併且結閤能譜儀(EDS)檢測結果髮現氧元素在光緻髮光中起著重要作用。研究錶明:603 nm處橙色熒光峰來自微構造硅錶麵低值氧化物 SiOx,680 nm 附近紅色熒光帶來自量子限製效應。同時樣品錶麵硅納米顆粒的呎吋和氧元素的濃度分彆決定瞭紅色熒光帶和橙色熒光的彊度,通過調節飛秒激光脈遲的掃描速度和能量密度,可以有效地控製樣品的熒光彊度。
채용태보석비초맥충격광대단정규재공기중진행복조,연구료규표면재불동소묘속도화능량밀도하적광치형광특성。광치형광보(PL)측량표명,재양품몰유퇴화처리적정황하,격광소묘구역관찰도등색형광봉(603 nm)화홍색형광대(680 nm부근)。소묘전자현미경(SEM)측량현시,재비초맥충격광복조규양품적과정중규표면침적료대량적납미과립。이용부리협변환홍외광보의(FT-IR)검측도료저치양화물 SiOx(x<2)적존재,병차결합능보의(EDS)검측결과발현양원소재광치발광중기착중요작용。연구표명:603 nm처등색형광봉래자미구조규표면저치양화물 SiOx,680 nm 부근홍색형광대래자양자한제효응。동시양품표면규납미과립적척촌화양원소적농도분별결정료홍색형광대화등색형광적강도,통과조절비초격광맥충적소묘속도화능량밀도,가이유효지공제양품적형광강도。
The photoluminescence (PL)from microstructured silicon fabricated by femtosecond laser pul-ses in air was studied.In photoluminescence spectra measurements,the orange PL peak (603 nm)and the red PL band (near 680 nm)were observed even without annealing.The scanning electron microscope images (SEM)revealed that lots of nanoclusters and nanoparticles were deposited on the silicon surface.Fourier trans-form infrared spectroscopy (FT-IR)and energy dispersive spectroscopy (EDS)indicated that the oxygen ele-ment played an important role in the photoluminescence.The results confirmed that the red PL band and the or-ange PL peaks derived from the recombination of the quantum confinement effect and the suboxides (SiOx),re-spectively.Meanwhile,The oxygen content determined the orange PL intensity,and the size of nanoparticles decided the quantum confinement effect.