铒铥共掺氧化锌薄膜近红外宽带发射及变温行为的研究?

摘要：

采用磁控共溅射技术制备了铒铥共掺杂氧化锌发光薄膜.通过优化退火温度,实现了薄膜的近红外平坦宽带发射,总带宽可达到～500 nm,覆盖了光通信S+C+L+U区波段.此发射带由Er3+的1535 nm (4I13/2→4I15/2)发射峰及Tm3+的1460 nm (3H4→3F4),1640 nm (1G4→3F2),1740 nm (3F4→3H6)发射峰组成.研究表明：退火温度低于800?C时,没有观察到薄膜样品明显的光致发光现象；随着退火温度从800?C升高到1000?C, I1640/I1535发射峰强度比从0.2升高到0.3, I1740/I1535发射峰强度比从0.5降低到0.4,发射峰强度比均基本保持稳定；当退火温度高于1000?C时, I1640/I1535发射峰强度比从0.3升高到0.6, I1740/I1535发射峰强度比从0.4升高到0.8,发射峰强度比均急剧增加.变温行为表明：随着温度从10 K逐渐升高到300 K,谱线的总带宽基本不变,在340—360 nm之间；Tm3+在1640和1740 nm处的发射峰强度分别降低了2/3和1/2, Er3+在1535 nm的发射峰强度增大了1.2倍.这是因为随着温度的升高,声子数目增多, Er3+与Tm3+离子之间发生能量传递的概率不断变大,并且在Tm3+离子之间没有发生交叉弛豫现象.

关键词：稀土掺杂、氧化锌薄膜、近红外宽带发光、退火处理

资助基金：国家自然科学基金50602029,61274067,60876045;上海市基础研究重点项目09JC1405900;上海大学课程建设项目批准号:B.08-0101-14-111资助的课题.* Project supported by the National Natural Science Foundation of ChinaGrant .50602029,61274067,60876045;the Shanghai Leading Basic Research Project of ChinaGrant 09JC1405900;the Curriculum Construction Project of Shanghai University, ChinaGrant B.08-0101-14-111

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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