在硅中掺入稀土元素能引入局部限制中心,可以实现受激辐射复合。在这种发光情况下,硅材料本身并不是直接发光,而是起到宿主的作用产生带电载流子。这些电荷进入发光中心产生准禁带发光。 在硅中掺入铒离子(Br3+)能实现1.54 gm的有效发光,其能级结构如图1所示。图中左边是Er3+自由离子能级,右边部分是Br3+掺入硅中后的能级图,由于晶格场引起的能级分裂现象是很明显的。1.54 gm左右的发射光谱是由第一激发态与基态之间的辐射跃迁引起的。图2中的虚线表示硅的禁带宽度。 图1 Er3+中的4f能级图 可以采用离子注入、分子束外延、化学气象沉积(CVD)等工艺将Br掺入硅中。其中