氩等离子体处理增强TiO_2∶Er/p^+-Si异质结器件的电致发光  

Ar Plasma Treatment Enhancing EL from the TiO_2∶Er/p^+-Si Heterostructured Device

作　　者：高志飞[1] 朱辰[1] 马向阳[1] 杨德仁[1] 

机构地区：[1]浙江大学硅材料国家重点实验室,浙江杭州310027

出　　处：《材料科学与工程学报》2017年第4期524-527,533,共5页Journal of Materials Science and Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51372219);"973"资助项目(2013CB632102);教育部创新团队计划资助项目(IRT13R54)

摘　　要：在我们以前的工作[1]中,报道了基于重掺硼硅片(p^+-Si)上掺Er的TiO_2(TiO_2∶Er)薄膜的TiO_2∶Er/p^+-Si异质结器件的电致发光。本文研究了TiO_2∶Er薄膜的氩(Ar)等离子体处理对TiO_2∶Er/p^+-Si异质结器件电致发光的影响。研究发现:Ar等离子体处理使TiO_2∶Er/p^+-Si异质结器件与Er3+离子相关的可见和近红外电致发光都得到了显著的增强,同时也增强了与TiO_2基体中氧空位相关的电致发光。这是由于Ar等离子体处理显著提高了TiO_2∶Er薄膜中的氧空位浓度,不但增强了与氧空位相关的电致发光,而且增强了以氧空位为敏化中心的从TiO_2基体向Er3+离子的能量传递,从而增强了Er3+离子的发光。In our previous work, the electroluminescence （EL） from the Er-doped TiO2 （TiO2 ： Er） film on heavily boron-doped silicon （p^＋-Si） thus forming the TiO2： Er/p^＋-Si heterostructured device. In this work, the effect of argon far） plasma treatment of TiO2 ： Er film on the EL from the TiO2 ： Er/p^＋-Si heterostructured device. It is found that such Ar plasma treatment enhances not only the Er-related visible and near-infrared EL but also the oxygen-vacancy-related EL from the TiO2 host. The oxygen vacancy concentration in the TiO2 ： Er film is remarkably increased by the Ar plasma treatment, which enhances the oxygen-vacancy-related EL and, moreover, facilitates the energy transfer from the TiO2 host to the Er^3＋ ions via the oxygen vacancies that act as the sensitizers, thus leading to the enhanced Er-related EL.

关 键 词：电致发光 硅基器件 TiO.:Er薄膜 Ar等离子体处理 

分 类 号：O482.31[理学—固体物理] TN304[理学—物理]