[发明专利]一种窄带发光黄色纳米硅颗粒的制备方法

摘要

本发明公开了一种窄带发光黄色纳米硅颗粒的制备方法。将选取的并清洗干净的硅片及收集装置置于加工腔内，在一定气压范围的氮气或惰性气体气氛环境下，飞秒激光辐照硅片制备窄带发光黄色纳米硅颗粒。实验表明收集物中不含制备环境中的气体元素杂质，主要为粒径1‑4nm的单晶硅纳米颗粒，其间夹杂一些粒径为40‑240nm的硅单晶大颗粒，室温可见光范围内表现出窄带发光性质。本发明方法简单易行，绿色环保；在飞秒激光辐照硅片过程中调控气压，优化了在气相中对纳米颗粒的收集，同时能够将颗粒粒径控制于很小范围内且不引入杂质，提高了收集的硅纳米颗粒的纯度。

主权项

一种窄带发光黄色纳米硅颗粒的制备方法，包括将选取并清洗干净的硅片与收集装置固定于加工腔内，在一定范围气压的氮气气氛环境下，飞秒激光辐照硅片制备窄带发光黄色纳米硅颗粒，其特征在于：在加工腔内输入一定范围气压的氮气，使飞秒激光辐照硅片产生的黄色纳米硅颗粒在腔中能够沿着硅片竖直下落；其中，飞秒激光经焦距为50cm的凸透镜聚焦入射至样品架上的硅片表面，样品架通过强磁铁牢固的吸附在一个三维平移台上，可以在移动平台的驱动下在垂直于入射激光方向上的二维平面内任意移动；飞秒激光波长为800nm，脉宽为120fs，飞秒激光通量为1kJ/m2～6kJ/m2，移动平台水平方向和竖直方向移动速度均为1mm/s，飞秒激光照射到硅片表面的激光光斑直径为150μm，样品表面单位面积上接受的脉冲辐照数为150个；加工完成后，向加工腔内通入氮气，使腔内气压达到一个标准大气压取出样品收集装置，收集物为黄色纳米硅颗粒，且不含氮杂质，主要由粒径为1～4nm的单晶纳米硅颗粒组成，其间夹杂少部分40～240nm的硅单晶大颗粒，两种硅颗粒分布都遵循对数正态分布，并且光致荧光实验证明此黄色纳米硅颗粒絮状团簇在室温可见光范围内表现出窄带发光性质。