[发明专利]一种多层全硅发光材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多层全硅发光材料，其特征在于：该发光材料是以单晶硅为垫层，在垫层表面依次覆盖有纳晶硅层、非晶硅层和氧化硅层。

2.按照权利要求1所述多层全硅发光材料，其特征在于：所述纳晶硅层和非晶硅层的厚度分别为40～60nm，所述氧化硅层的厚度为20～80nm。

3.权利要求1或2所述多层全硅发光材料的制备方法，其特征在于：取单晶硅片，去除硅片上的氧化硅层；获取1064nm、脉宽60～100纳秒、重复率800～1200次/秒的脉冲激光束，调节脉冲激光束功率密度至产生白色等离子体辉光，在氮气氛围中用调节好的60～80纳秒脉宽的脉冲激光束照射样品3～5秒，再在氧气氛围中用调节好的80～100纳秒脉宽的脉冲激光束照射样品6～9秒，然后置于氮气氛围中在1000℃高温下退火10～30秒，自然冷却至室温后置于氧气氛围中在1000℃高温下退火20～60秒，即得。

4.按照权利要求3所述多层全硅发光材料的制备方法，其特征在于：

（1）预处理：对单晶硅片进行掺杂，形成电阻率2～20欧·厘米的硅片，用氢氟酸除去硅表面在空气中形成的氧化硅层，并用酒精和去离子水清洁表面；

（2）调整脉冲激光束：获取纳秒脉冲激光，倍频后在532nm波长激光束斑下调节基模出射，调激光重复率至800～1200次/秒、脉宽60～100纳秒，除掉倍频镜，在1064nm波长激光束下调节汇聚到硅表面上的功率密度至产生白色等离子体辉光；

（3）硅片加工：在氮气氛围中，用调整好的60纳秒脉宽的脉冲激光束照射所获得的单晶硅片3秒钟，再在氧气氛围中用100纳秒脉宽的脉冲激光束照射单晶硅片6秒钟；

（4）高温退火：将加工好的单晶硅片放入高温退火炉，在氮气氛围中， 保持1000℃高温退火30秒，自然冷却至室温后再次放入高温退火炉，在氧气氛围条件下，保持1000℃高温退火60秒，即得。