通过化学合成自对准 SiC:Ox 纳米线光子晶体结构调控 Er3+ 位置与发光
介观与纳米尺度物理
2017-10-30 v2
摘要
在基于硅的纳米系统（如纳米线（NW）阵列）中高精度放置和集成色心，展现出高集成功能和高光致发光（PL）产率，可作为新兴量子技术领域器件实际实现的关键基石。在此，我们报告了一种创新合成路径，用于实现超薄碳化硅（SiC）NW 阵列（掺氧或不掺氧，即 SiC:Ox）以及铒（Er）的掺杂。这些确定性定位的 NW 阵列通过化学气相沉积（CVD）以自对准方式生长。该合成路径的一个关键促成因素是，在纳米加工过程中，SiC:Ox NW 光子晶体（PC）纳米结构在精确位置被工程化为定制几何形状。这些超薄 NW PC 结构不仅便于 Er3+ 离子的按需定位，而且在调控这些色心的发光性质方面至关重要。通过组合且系统的微区光致发光（uPL）和功率依赖光致发光（PDPL）光谱，研究了 PC 架构几何形状对 Er3+ 相关的 1538 nm 发光（光纤中使用的通信波长）的影响。与薄膜类似物相比，在 NW PC 样品中观察到室温 Er3+ PL 发光和寿命分别增强约 60 倍和 30 倍。此外，发现 SiC:Ox NW PC 中的 1538 nm 发光随结构的 PC 晶格周期性线性调制。观察到的特性揭示了从技术友好的 SiC:Ox NW PC 结构中高效提取 Er3+ 发光。
引用
@article{arxiv.1707.05738,
title = {Engineering Er3+ placement and emission through chemically-synthesized self-aligned SiC:Ox nanowire photonic crystal structures},
author = {Natasha Tabassum and Vasileios Nikas and Brian Ford and Edward Crawford and Spyros Gallis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.05738},
year = {2017}
}