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绪论1

0.1 半导体分立发光器件的发展进程1

0.2 硅基发光材料的探索2

0.3 发光多孔硅为硅基发光材料研究带来希望3

0.4 研究硅基蓝光发射材料的意义4

0.5 多孔硅及多孔硅基光电子器件和光子器件的研究历程5

0.5.1 多孔硅基米光电子和光子器件7

0.5.2 多孔硅研究的展望16

参考文献18

第一章 多孔硅发光的基本理论23

1.1 光致发光的基本原理23

1.1.1 光物理与光化学的基本过程23

1.1.2 荧光性质的表征38

1.1.3 多孔硅的光致发光特征39

1.1.4 光学微腔与光子晶体41

1.2 电致发光及多孔硅光电器件53

1.2.1 多孔硅电致发光的前景54

1.2.2 多孔硅光电器件54

1.2.3 多孔硅电致发光的发光机理60

参考文献62

第二章 多孔硅的制备65

2.1 制备多孔硅的装置65

2.1.1 制备单层多孔硅的装置65

2.1.2 制备多孔硅微腔的装置66

2.1.3 可掺杂硅分子束外延(MBE)系统67

2.2 多孔硅及其微腔的制备69

2.2.1 单层多孔硅的制备70

2.2.2 多层多孔硅的制备75

参考文献78

第三章 多孔硅的表征与性质检测80

3.1 引言80

3.2 谱学表征方法81

3.2.1 紫外可见光谱81

3.2.2 红外光谱与傅里叶变换光谱85

3.2.3 拉曼光谱96

3.2.4 荧光光谱115

3.2.5 电子能谱121

3.3 多孔硅的微结构与形貌表征133

3.3.1 电子显微方法133

3.3.2 扫描探针显微方法144

参考文献154

第四章 多孔硅的钝化理论与技术160

4.1 引言160

4.2 多孔硅表面的氧钝化162

4.2.1 多孔硅的干氧氧化钝化162

4.2.2 多孔硅的湿氧氧化钝化166

4.3 多孔硅的氮钝化174

4.3.1 概述175

4.3.2 钝化方法与结果表征176

4.4 多孔硅Al2O3膜钝化181

4.4.1 概述182

4.4.2 结果与表征184

4.5 多孔硅的硫钝化190

4.5.1 引言190

4.5.2 多孔硅的硫钝化实例194

参考文献200

第五章 多孔硅微腔效应理论及应用203

5.1 微腔效应的一般理论203

5.1.1 引言203

5.1.2 微腔中的自激辐射205

5.1.3 腔极化激元和Rabi分裂207

5.1.4 腔极化激元的色散关系211

5.1.5 腔极化激元对微腔光学性质的影响213

5.1.6 小结215

5.2 多孔硅微腔的制备及其微结构216

5.2.1 概述216

5.2.2 多孔硅微腔的制备(一)226

5.2.3 多孔硅微腔的制备(二)243

参考文献258

第六章 纳米β-SiC薄膜、注Si＋热氧化SiO2薄膜的制备及其发光特性260

6.1 多孔纳米β-SiC薄膜的制备及形成机理260

6.1.1 引言260

6.1.2 薄膜的制备方法262

6.1.3 纳米β-SiC薄膜多孔结构的形成机理264

6.2 多孔纳米β-SiC薄膜的光致发光特性及其机理265

6.2.1 引言265

6.2.2 光致发光特性266

6.2.3 光致发光的稳定性271

6.2.4 光致发光的激发特性276

6.2.5 光致发光机理277

6.3 多孔纳米β-SiC薄膜的电致发光特性及其发光机理282

6.3.1 概述282

6.3.2 样品的制备的测量283

6.3.3 电致发光特性283

6.3.4 电致发光机理的初步讨论287

6.4 注Si＋热氧化SiO2薄膜的光致蓝光发射及其退火特性291

6.4.1 引言291

6.4.2 注Si＋热氧化SiO2薄膜的制备与测量293

6.4.3 实验结果与讨论293

6.5 硅基薄膜的光致发光与电致发光研究的其他结果300

6.5.1 多孔硅中两种不同的光致发光谱300

6.5.2 注Si＋热氧化SiO2薄膜的光致全色发光301

6.5.3 注Si＋热氧化SiO2薄膜的电致发光302

6.5.4 多孔硅中准自由Si团族表面膜的实验观察304

参考文献307