掺铕离子(Eu³⁺)多孔硅的制备及发光特性

【作者】 赵韦人； 李锋；

【机构】 汕头大学应用物理系；

【摘要】 采用恒电位电解法对电化学腐蚀制备的多孔硅进行了稀土Eu3+离子的化学掺杂。用扫描电子显微镜(SEM)观察了多孔硅的表面、断面形貌;用荧光分光光度计测试了样品的光致发光特性;用 X-射线能谱(EDS)分析了稀土Eu3+离子在多孔硅中的分布情况。结果表明,与恒电流电解制备法相比, 恒电位电解法以及“稀土硝酸盐-支持电介质-非乙醇有机溶剂”电解体系能提高稀土的掺杂浓度。用恒电位电解法所制得的掺铕多孔硅样品,其稀土Eu3+离子均匀的分布在多孔硅孔井中。稀土Eu3+离子的注入使多孔硅的光致发光强度提高,而且发光峰位出现了显著的蓝移,发光峰从633．5移至591．5 nm。光催化的掺铕多孔硅的发光强度明显高于未被光催化的样品,强度从5．5变化到12．5个任意单位。稀土 Eu3+离子掺杂的多孔硅的可能发光机制是表面态辅助的量子限制中心效应,即稀土Eu3+离子的掺杂引入了新的表面态,形成硅、氧、稀土Eu元素问新的键合方式,如O—Si-O-Eu-O,从而在多孔硅表面形成新的发光中心。多孔硅表层新的发光中心的形成,提高了多孔硅硅柱表层的复合效率,这样不但增强了多孔硅在某些波段的发光,而且使得多孔硅发光峰位出现了蓝移。另外,由于Eu3+离子具有丰富的能级, 某些能级对于多孔硅的发光可能起到能量传递作用,从而增强多孔硅在可见光区的光致发光。更多还原