脉冲激光烧蚀法制备硅纳米颗粒及其光致发光特征

脉冲激光烧蚀(PLA)法制备硅纳米颗粒的过程中,缓冲气体压力是影响纳米颗粒尺寸最主要的参数之一。研究通常认为,随着缓冲气体压力的增大,纳米颗粒的尺寸相应增大。经扫描电镜(SEM)观察和粒度统计分析发现,在50-100 Pa的氩气压力范围内,制备所得的硅纳米颗粒尺寸均匀,且随氩气压力增大而减小。结合实验参数对脉冲激光烧蚀法的动力学做理论分析,得出压力和硅纳米颗粒直径关系式,与实验结果吻合较好。对此系列硅纳米颗粒用280 nm光做室温光致发光(PL)测试,发现蓝紫光区的光致发光现象。在50 Pa气压下样品具有372 nm和445 nm的双峰结构,而在70 Pa和100 Pa气压下样品只有紫光区的明显峰,分别位于379 nm和393 nm。该蓝紫光区的光致发光谱归结为硅纳米颗粒表面氧化层的表面态效应。