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一种碱土金属离子掺杂提高红外光发射的硅基SnO制造技术

技术编号:26963856 阅读:19 留言:0更新日期:2021-01-05 23:45
一种碱土金属离子掺杂提高红外光发射的硅基SnO

【技术实现步骤摘要】
一种碱土金属离子掺杂提高红外光发射的硅基SnO2:Er3+复合薄膜及制备
本专利技术涉及提高硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜红外光发射的方法,具体涉及到采用碱土金属离子掺杂结合匀胶技术和后退火工艺来制备硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜的方法,尤其涉及到提高Er3+离子红外光(1530nm)波段发射的方法。
技术介绍
Er3+离子第一激发态4I13/2能级到基态4I15/2能级的跃迁对应于1530nm波段的近红外光发射,其正好落在石英光波导纤维最小损耗窗口范围之内。因此具有近红外光发射的Er3+掺杂硅基宽带隙半导体材料备受科研工作者的关注。Er3+掺杂氧化硅薄膜具有硅基兼容的特点,其有可能用于制备近红外LED光源而应用于硅基单片光互联。由于Er3+的光吸收截面很小,人们在Er3+掺杂氧化硅薄膜中引入金属氧化物半导体纳米晶,通过纳米晶到Er3+离子有效的共振能量传递实现Er3+离子近红外光的增强。目前,宽禁带氧化物半导体In2O3,ZnO和SnO2等纳米晶作为能量共振传递的施主已经有了一定研究。特别是SnO2纳米晶,可以通过调节SnO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碱土金属离子掺杂提高红外光发射的硅基SnO

【技术特征摘要】
1.碱土金属离子掺杂提高红外光发射的硅基SnO2:Er3+复合薄膜,其特征在于,所述的碱土金属离子包括镁(Mg2+)、钙(Ca2+)、锶(Sr2+)和钡(Ba2+),包括这些元素但不限于此;硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜,其结构为SnO2:Er3+纳米晶镶嵌的非晶SiO2薄膜,包括薄膜但不限于薄膜;相对于Si元素Sn4+的掺杂浓度范围为5-50mol%,Er3+离子的浓度为3-10mol%,碱土金属掺杂浓度为0.01-25mol%。


2.碱土金属离子掺杂硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜的制备方法,其特征在于,采取如下步骤:
1)采用RCA标准清洗法清洗硅片作为衬底;
2)将碱土金属氯酸盐作为掺杂剂溶解到正硅酸四乙酯(TEOS)、去离子水、无水乙醇、SnCl4·5H2O和Er(NO3)3·5H2O前驱液中制备成凝胶,通过匀胶技术结合后退火工艺制备碱土金属离子掺杂硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜。


3.根据权利要求2所述的碱土金属离子掺杂硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜的制备方法,其特征在于,2-1)正硅酸四乙酯(TEOS)、去离子水和无水乙醇按照体积比1:1:2混合均匀,加入盐酸调节PH为2.0左右,按照设计的摩尔比精确称量SnCl4·5H2O、Er(NO3)3·5H2O和碱土金属氯酸盐,并将其充分溶解于上述溶液中形成溶胶;
2-2)溶胶置于60±5℃环境水浴4±1小时,然后置于室温条件老化1天形成凝胶;
2-3)量取适量的凝胶滴涂到清洗干净的硅片上,利用旋涂技术制备碱土金℃℃℃属离子掺杂硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜,旋涂转速2000-7000转/分,;
2-4)将碱土金属离子掺杂硅基SnO2:Er3+复合结构薄膜置于干燥箱100±10℃1±0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐骏张阳熠王理想陈佳明侯国智李东珂陈坤基
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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