硅基紅外發(fā)光材料研究的開題報告

硅基紅外發(fā)光材料研究的開題報告一、選題背景紅外發(fā)光材料具有廣泛的應(yīng)用前景，例如紅外探測器、夜視儀、安防監(jiān)控等。目前市面上主流的紅外發(fā)光材料都是基于III-V族化合物材料制備的，例如GaAs/AlGaAs、InGaAs/InP等。然而，這些材料存在成本高、生長難度大等缺點，限制了其在產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化應(yīng)用方面的發(fā)展。因此，尋找一種新型的紅外發(fā)光材料具有十分重要的意義。硅材料由于其成本低、晶體質(zhì)量高、制備工藝簡單等優(yōu)點在電子學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，由于硅材料禁帶寬度較小，難以發(fā)射可見光，因此在硅基光電子學(xué)領(lǐng)域發(fā)展緩慢。近年來，隨著納米材料、復(fù)合材料、表面等離子激元等新技術(shù)的出現(xiàn)，使得硅材料可發(fā)射可見光的研究成為了可能。因此，探討硅材料在制備紅外發(fā)光材料方面的應(yīng)用具有十分重要的意義。二、研究目的本課題旨在探究硅基紅外發(fā)光材料的制備和性能研究，具體包括：1.開發(fā)一種適合硅基材料的紅外發(fā)光材料。2.研究硅基紅外發(fā)光材料的發(fā)光機理和熒光動力學(xué)。3.測量紅外發(fā)光材料的發(fā)光性能，包括發(fā)光波長、發(fā)光強度、發(fā)射光譜等。三、研究內(nèi)容和方法1.硅基發(fā)光材料的制備方法（1）化學(xué)氣相沉積法（CVD）：通過在硅襯底上沉積金屬或半導(dǎo)體薄膜，在特定的溫度、氣體流量、壓力等條件下控制材料的晶結(jié)構(gòu)和組成，制備硅基的紅外發(fā)光材料。（2）分子束外延法（MBE）：利用分子束束流的高能量，使其擊穿基底并形成紅外發(fā)光材料薄膜。2.發(fā)光機理和熒光動力學(xué)的研究方法（1）傅里葉變換紅外吸收光譜（FT-IR）：研究硅基紅外發(fā)光材料的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。（2）Raman光譜：對硅基紅外發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。（3）熒光光譜：研究硅基紅外發(fā)光材料的熒光動力學(xué)。3.發(fā)光性能的研究方法（1）激發(fā)發(fā)光譜：測量硅基紅外發(fā)光材料的激發(fā)發(fā)光譜，確定發(fā)光材料的波長范圍。（2）光致發(fā)光（PL）光譜：測量硅基紅外發(fā)光材料的發(fā)光強度和發(fā)射光譜。四、預(yù)期成果1.完成硅基紅外發(fā)光材料的制備和性能研究。2.通過探究硅基紅外發(fā)光材料的基礎(chǔ)性能，為實現(xiàn)硅基紅外發(fā)光材料的應(yīng)用提供理論和實驗基礎(chǔ)。3.提高國內(nèi)硅基紅外發(fā)光材料等相關(guān)領(lǐng)域的研究水平。五、參考文獻(xiàn)[1]J.Xu,X.X.Wu,andX.G,Li,“Emissionpropertiesofsiliconnanoparticleswithchemicalsurfacepassivation,”JournalofLuminescence,vol.132,pp.2676-2682,2012.[2]S.Reyntjens,M.Z.WangandG.T.Fei,“Investigationoferbium-dopedsilicon-richoxidethinfilmsforphotonicdeviceapplications,”JournalofNon-CrystallineSolids,vol.372,pp.91–95,2013.[3]M.H.Hong,C.H.Kam,C.Y.Heng,etal.,“Applicationsofsiliconnanocrystalstohumanbiol