掺铒纳米晶硅MIS结构电致发光机制探究

本文主要探讨了掺铒纳米晶硅MIS结构在电致发光方面的研究，由刘海旭、张慧玉等人在河北大学物理科学与技术学院进行。他们利用多靶射频磁控共溅射技术配合后退火工艺，成功制备了掺Er的纳米晶硅MIS结构发光器件。研究的焦点在于理解这种新型光电功能材料的电致发光机制，即当电流通过时，铒离子如何被激活并发出光。 实验过程中，通过电致发光(EL)测量和电流-电压(I-V)特性测试，对发光器件的光学性能和电性能进行了深入表征。一项关键发现是，掺杂富硅层的MIS器件与未掺杂的相比，其载流子输运机制发生了显著变化。富硅的存在使得注入的电子能量降低，从而降低了Er离子作为发光中心的有效激发效率。这表明了材料结构对光致发光过程的直接影响。 此外，文中还提到了富硅引入的缺陷态可能导致的俄歇效应，即额外的电子会与缺陷状态发生碰撞，引发非辐射复合过程，进一步影响了发光效率。这一研究对于优化掺铒纳米晶硅MIS结构的设计和性能具有重要意义，可能在光电子器件领域，如激光器或显示器中找到应用。 研究采用了国际标准的分类号O482.31，表明该工作属于固体发光材料的理论与应用范畴。通过对比分析，作者揭示了掺铒纳米晶硅在电致发光中的独特行为，为进一步深入理解此类发光器件的工作原理，以及开发出更高效、更稳定的电致发光设备提供了科学依据。这项研究成果对于提升纳米材料在光电领域的应用技术水平具有重要价值。