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多孔硅(PS)材料既是一种具有发光性能的半导体材料,又是一种使用简单,性能优良的模板材料。将多孔硅材料与磁性材料结合起来的铁磁/PS异质结材料,既实现了磁性材料与半导体材料的有机结合,而且可以通过多孔硅衬底的调制作用改变在它上面沉积的铁磁性薄膜的物理性质。因此,铁磁/PS异质结材料是一种有器件应用潜力的新型材料。
稀土发光材料广泛应用于人们的生产生活中,伴随着显示器件和高效绿色照明等发光领域的发展,人们对此类材料在质和量两方面的要求都越来越高。近年来平板等离子体显示的出现和高效三基色荧光灯的飞速发展也使稀土发光材料的研究开发更加引人注意。
本论文利用电化学腐蚀的方法制备多孔硅(PS),通过物理蒸发沉积(PVD)技术生长了MnSb/Si和MnSb/PS薄膜,通过溶胶-凝胶法生长了掺铕(Eu)的Y2O3/PS薄膜。运用X射线衍射谱(XRD)、原子力显微镜、场发射扫描电镜、光致发光谱及交变梯度磁强计等多种材料评价技术,对上述材料的结构组成,表面形貌,光学性质和磁学性质等一系列性质进行了测试和分析研究,取得了一些有意义的结果。主要结果包括:
1.利用PVD技术,在单晶Si衬底上制备了铁磁性的MnSb薄膜,分析了不同制备方法对薄膜形貌的影响,得到了由纳米棒和纳米叶组成的特殊结构的铁磁性MnSb薄膜;
2.利用电化学的方法制备了室温下具有光致发光性能的多孔硅,并利用PVD技术,在多孔硅上获得了网状纳米阵列的MnSb铁磁性薄膜。这种特殊形貌的MnSb铁磁性薄膜的磁性与非图案化的MnSb铁磁性薄膜的磁性有很大的不同,论文中分析了产生这种不同的原因。
3.利用溶胶-凝胶法,在多孔硅上制备出掺Eu3+的Y2O3发光薄膜,XRD结构分析表明薄膜中含有立方和单斜两种结构的Y2O3∶Eu晶体,并没有其它杂相的生成。室温PL谱表明,最大的两个发光峰分别来源于处在C2群的Eu3+离子的5D0→7F2跃迁和5D0→7F1α跃迁。