1、硅是微電子學中應用最為廣泛的材料，但由于硅是間接帶隙的半導體，禁帶寬度窄，發(fā)光效率很低，因而限制了它在光電子領域中的應用。1990年，英國科學家Canham 首次觀察到室溫下多孔硅強的可見光致發(fā)光，并用量子效應進行了解釋，為實現(xiàn)硅基光電子集成指明前景，使多孔硅迅速成為世界范圍內(nèi)的研究熱點。1996年以多孔硅為基礎材料的光電集成電路的實現(xiàn)使得這種前景更加誘人，同時也為全硅基光電子集成提供了可能。多年來人們?yōu)榱说玫桨l(fā)光穩(wěn)定且波長范圍較寬的多

2、孔硅的光致發(fā)光進行了廣泛深入的研究，采取稀土摻雜，金屬輔助電化學腐蝕，濕氧化處理，光化學腐蝕等不同方法改善了多孔硅的發(fā)光特性。
　　 本文首先簡單介紹了多孔硅的發(fā)展及其復合結構制備以及應用方面的研究現(xiàn)狀。主要敘述了人們用不同的方法制備多孔硅的工藝和多孔硅的微結構及其化學組成的研究結果。在此基礎上，本文重點總結了多孔硅的形成機制和發(fā)光機理。
　　 從多孔硅的形成機理入手，并對多孔硅發(fā)光機理和光學性質(zhì)進行了討論。而目前盡管對

3、多孔硅體系的發(fā)光機理提出了一些理論模型，但都是各執(zhí)己見，并未達成共識。因此對多孔硅發(fā)光機理和形成機理的研究以及如何將其制成性能優(yōu)越的激光器以滿足光電集成的要求還需要更多的努力。
　　 在硅中摻入稀土離子是探索高效硅基發(fā)光材料的途徑之一，而多孔硅具有大的表面積而成為最有前景的稀土摻雜基質(zhì)。采用電化學方法在多孔硅中摻雜了稀土釔元素。用熒光分光光度計分析了樣品的光致發(fā)光特性。多孔硅樣品在440 nm波長激發(fā)下，光致發(fā)光譜上主發(fā)光峰位于

4、620 nm，認為其來源于Si-O 復合物的發(fā)光中心；多孔硅樣品在390 nm 波長激發(fā)下，光致發(fā)光譜上主發(fā)光峰分別位于527 nm和576 nm，并且用量子限制/發(fā)光中心模型加以解釋。釔摻雜多孔硅樣品的光致發(fā)光強度明顯增強，并且在484 nm 附近出現(xiàn)新的發(fā)光峰。分析結果認為，這是由于釔的摻入，在多孔硅禁帶中形成了新的表面能級，從而形成新的發(fā)光中心的結果。
　　 此外，采用溶膠-凝膠法在石英襯底上制備出了不同Ag 摻雜量的氧化

5、鋅薄膜，利用X 射線衍射儀、紫外分光光度計研究了不同Ag 摻雜量對氧化鋅薄膜結構以及光學特性的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，隨著Ag 摻雜量的增加，氧化鋅(002)衍射峰的向小角度方向移動，強度逐漸變小，并且半高寬增大，同時禁帶寬度逐漸變小，分析認為這是由于Ag 2+離子替代Zn 2+，導致晶胞體積的明顯膨脹的結果。在Ag摻雜為1％的氧化鋅薄膜對紫外光的透射率最低，并且摻雜的氧化鋅薄膜的吸收邊向長波長方向移動。通過實驗證明，由于Ag 摻入可有效地調(diào)整