1 1.天津城建大学 理学院, 天津 300384
2 2.北京长城航空测控技术研究所 状态监测特种传感技术航空科技重点实验室, 北京 101111
高能粒子轰击不可避免地会造成SiC材料内部缺陷的产生、积累, 晶格紊乱等, 导致其物理性能的显著变化, 继而影响基于SiC材料的半导体器件使用寿命。因此, 有必要对SiC在不同的辐射环境下的损伤行为进行系统研究。本工作对6H-SiC中子辐照肿胀高温回复及光学特性开展研究, 辐照剂量范围5.74×1018~1.27×1021 n/cm2, 退火温度在500~1650 ℃。利用X射线单晶衍射技术分析测试样品的晶体结构及晶胞参数, 结果表明: SiC仍为六方结构, 晶体未发生非晶化, 晶格肿胀及高温回复行为具有各向同性特征, 表明辐照缺陷以点缺陷为主。本征缺陷及辐照缺陷均可引入缺陷能级, 空位型缺陷是缺陷能级引入的主要因素。缺陷能级导致SiC吸收带边红移, 带隙宽度降低, 光吸收增强。利用吸收光谱、光致发光谱和拉曼光谱, 并结合第一性原理计算对缺陷能级分布开展研究, 结果表明硅空位在价带顶上方引入了新的缺陷能级, 而碳空位则是在导带底下方引入了新的缺陷能级。未辐照晶体在1382和1685 nm红外波段光吸收以及550 nm光发射主要源于本征碳空位及其相关缺陷构型; 辐照SiC晶体在415、440和470 nm处的发光主要源于辐照产生的硅空位及其相关缺陷构型。研究还利用电荷态和缺陷能级分布对SiC晶体发光机理行了讨论。
X射线单晶衍射 拉曼光谱 第一性原理 退火 带隙调控 缺陷 X-ray single crystal diffraction Raman spectra first principle annealing band gap tuning defect
采用溶胶凝胶方法和水热法制备了水溶性荧光氧化锌量子点(ZnO-QDs)和碳量子点(C-QDs), 其量子效率分别达到38%和61%。基于所合成的ZnO-QDs和C-QDs制备了氧化锌和碳量子点复合物(ZnO/C-QDs), 并分别对其发光特性进行了研究。透射电镜(TEM)图像表明, 所合成的ZnO-QDs和碳量子点尺寸分布在3~6 nm之间, 分散均匀。光致发光光谱表明, ZnO-QDs和碳量子点的发光峰中心分别位于540 nm和450 nm, 两者发光峰的最佳激发波长为370 nm和350 nm。通过调整ZnO-QDs和C-QDs的体积比, 所制备的ZnO/C-QDs能够实现荧光光谱的连续可调, 并产生了白色荧光。
量子点复合物 ZnO量子点 碳量子点 光谱可调 白色荧光 quantum mixture ZnO quantum carbon quantum variable spectra white fluorescence
