飞秒脉冲激光辐照下硅表面光致荧光特性

• 作者: 常利阳 朱敏 李晓红 杨永佳 谢长鑫 邱荣
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 飞秒脉冲激光 单晶硅 微构造 光致荧光特性
• 年，卷（期）: 2014,（10）
• 所属期刊栏目: 高功率激光与光学
• 页码范围: 101024-1-101024-6
• 页数: 1页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201426.101024

摘要

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。