УДК: 535.016, 535.15, 535.041.08

Оптические и фотолюминесцентные свойства пористого кремния, легированного иттербием при лазерно-стимулированном окислении

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Григорьев Л.В., Михайлов А.В. Оптические и фотолюминесцентные свойства пористого кремния, легированного иттербием при лазерно-стимулированном окислении // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 12. С. 98–106.

Grigoriev L.V., Mikhailov A.V. Optical and photoluminescence properties of ytterbium-doped porous silicon subjected to laser-stimulated oxidation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2016. V. 83. № 12. P. 98–106.

Ссылка на англоязычную версию:

L. V. Grigor’ev and A. V. Mikhaĭlov, "Optical and photoluminescence properties of ytterbium-doped porous silicon subjected to laser-stimulated oxidation," Journal of Optical Technology. 83(12), 787-793 (2016). https://doi.org/10.1364/JOT.83.000787

Аннотация:

Приведены результаты по созданию кремниевого композита, легированного ионами иттербия, основанного на технологии лазерно-стимулированного окисления слоя пористого кремния, содержащего нитрат иттербия. Приведены исследования спектров пропускания и спектров фотолюминесценции слоя окисленного пористого кремния, легированного ионами иттербия. Спектры пропускания показывают окисление слоя пористого кремния в процессе лазерного воздействия на поверхность пористого кремния. Спектры фотолюминесценции демонстрируют наличие ионов иттербия в состоянии Yb3+. Представлены результаты исследования термоактивационных токов проводимости исходного пористого кремния, лазерно-окисленного пористого кремния и слоя, полученного лазерно-стимулированным окислением пористого кремния, содержащего нитрат иттербия. Проведено сравнительное исследование трансформации энергетического спектра ловушек, происходящее в процессе лазерно-стимулированного окисления слоя пористого кремния в присутствии ионов редкоземельных элементов.

Ключевые слова:

лазерно-окисленный пористый кремний, кремниевый композит, фотолюминесценция, лазерно-стимулированное окисление, спектр пропускания, термоактивационная спектроскопия, термостимулированная проводимость

Благодарность:

Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 14-23-00136).

Коды OCIS: 250.0250, 300.0300, 310.0310, 160.0160

Список источников:

1. Ray I.H., Lefevre Y., Schulz S.A., Vermaulen N., Krauss T.E. Scaling of Raman amplification in realistic slowlight photonic crystal waveguides // Phys. Rev. B. 2011. V. 84. № 3. P. 035306–035312.
2. Буфетов И.А., Семенов С.Л., Косолапов А.Ф., Мелькумов М.А., Дианов Е.Д. Иттербиевый волоконный лазер на основе световода с сердцевиной из высококонцентрированного Yb3+-стекла // Квантовая электроника. 2006. Т. 36. № 3. С. 189–191.
3. Курков А.С., Дианов Е.М. Непрерывные волоконные лазеры средней мощности // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. № 10. С. 881–900.
4. Головань Л.А., Тимошенко В.Ю., Кашкаров П.К. Оптические свойства нанокомпозитов на основе пористых систем // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. № 6. С. 619–638.
5. Григорьев Л.В., Коноров П.П., Михайлов А.В. Селективное поглощение в слое окисленного пористого кремния // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 2. С. 54–58.
6. Kuck S. Laser-related spectroscopy of ion-doped crystals for tunable solid- state lasers // Appl. Phys. B. 2001. V. 72. P. 515–562.
7. Буфетов И.А., Мелькумов М.А., Кравцов К.С., Дианов Е.Д. ,Шубин А.В. Генерационные параметры иттербиевых волоконных световодов, легированных P2O5 и Аl2O3 // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. № 9. С. 843–848.
8. Рыбаловский А.А., Алешкина С.С., Лихачев М.А., Бубнов М.М., Умников А.А., Яшков М.В., Гурьянов А.Н., Дианов Е.М. Фотоиндуцированное поглощение и люминесценция в волоконных световодах, легированных ионами иттербия // Квантовая электроника. 2011. Т. 41. № 12. С. 1073–1079.
9. Bisi O., Ossicini S., Pavesi L. Porous silicon: a quantum sponge structure for silicon based optoelectronics // Surface science report. 2000. V. 38. № 1–3. P. 1–126.
10. Григорьев Л.В., Михайлов А.В. Исследование энергетического спектра нанокластеров кремния, в матрице диоксида кремния // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 11. С. 94–97.
11. Григорьев Л.В., Михайлов А.В. Фотолюминесценция в окисленном нанопористом кремнии, легированном ионами эрбия // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 2. С. 90–96.
12. Жаркий С.М., Карабутов А.А., Пеливанов И.М., Подымова Н.М., Тимошенко В.Ю. Изучение слоёв пористого кремния лазерным ультразвуковым методом // ФТП. 2003. Т. 37. Вып. 4. С. 485–489.
13. Лазарук С.К., Долбик А.В., Лабунов В.А., Борисенко В. Использование процессов горения и взрыва наноструктурированного пористого кремния в микросистемных устройсвах // ФТП. 2007. Т. 41. Вып. 9. С. 1130–1132.
14. Прянишников В.П. Система кремнезема. Л.: Издательство литературы по строительству, 1971. 238 с.
15. Гаврилов С.А. Электрохимические процессы в микро и наноэлектронике. М.: Высшие образование, 2009. 278 с.
16. Лазарев А.Н., Миргородский А.П., Игнатьев И.С. Колебательные спектры сложных оксидов, силикаты и их аналоги. Л.: Наука, 1975. 293 с.
17. Григорьев Л.В., Григорьев И.М., Заморянская М.В., Соколов В.И., Сорокин Л.М. Транспортные свойства термически окисленного пористого кремния // Письма в ЖТФ. 2006. Т. 32. Вып. 17. С. 33–41.