RU2584205C2 - MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE - Google Patents

MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE Download PDF

Info

Publication number
RU2584205C2
RU2584205C2 RU2014123940/05A RU2014123940A RU2584205C2 RU 2584205 C2 RU2584205 C2 RU 2584205C2 RU 2014123940/05 A RU2014123940/05 A RU 2014123940/05A RU 2014123940 A RU2014123940 A RU 2014123940A RU 2584205 C2 RU2584205 C2 RU 2584205C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
silicon oxide
conversion
ultraviolet radiation
vacuum ultraviolet
Prior art date
Application number
RU2014123940/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014123940A (en
Inventor
Анатолий Федорович Зацепин
Всеволод Семенович Кортов
Евгений Александрович Бунтов
Владимир Алексеевич Пустоваров
Фиттинг Ганс-Йохим
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2014123940/05A priority Critical patent/RU2584205C2/en
Publication of RU2014123940A publication Critical patent/RU2014123940A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2584205C2 publication Critical patent/RU2584205C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/59Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/56Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48Ion implantation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to luminescent materials for conversion of vacuum ultraviolet radiation into visible range radiation, intended for manufacture of functional elements new-generation photon devices, as well as to control of hard ultraviolet radiation in vacuum processes. Proposed material is characterised by that thickness of amorphous film of silicon oxide SiO2Sx is 20-70 nm, and oxygen ions are contained in an amount at which stoichiometric factor x ranges from 0.01 to 0.45.
EFFECT: invention provides high intensity of blue radiation of material and absence of red luminescence while maintaining conversion of vacuum ultraviolet radiation into visible radiation.
1 cl, 3 dwg, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к люминесцентным материалам для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона в виде аморфной пленки оксида кремния SiO2SX на кремниевой подложке, предназначенным для создания функциональных элементов фотонных приборов нового поколения, для использования в фотосенсорике, солнечной энергетике, авиационно-космическом приборостроении, в частности для энергообеспечения систем навигации и управления беспилотных летательных аппаратов, а также для контроля жесткого ультрафиолетового излучения в вакуумных технологических процессах, например, при изготовлении микросхем по 32-нанометровой и более «тонким» технологиям.The invention relates to luminescent materials for the conversion of vacuum ultraviolet radiation into visible radiation in the form of an amorphous silicon oxide film SiO 2 S X on a silicon substrate, designed to create functional elements of a new generation of photonic devices, for use in photosensorics, solar energy, aerospace instrumentation in particular for the power supply of navigation and control systems for unmanned aerial vehicles, as well as for controlling hard ultraviolet of radiation in vacuum processes, e.g., in the manufacture of microcircuits of 32nm or more "thin" technologies.

Известны [ЖТФ, 2012, т. 82, вып. 2, стр. 153-155] свойства люминесцентных материалов на основе (CaO·0,5Al2O3·5SiO2):Eu и (CaO·0,2Al2O3·SiO2):Eu с добавкой B2O3 в количестве 3 вес.%, позволяющие использовать их в качестве материалов для конверсии ближнего ультрафиолетового излучения (пик излучения 3,2 эВ или 380 нм) в видимое излучение (350÷675 нм, 1,84÷3,54 эВ).Known [ZhTF, 2012, v. 82, no. 2, pp. 153-155] the properties of luminescent materials based on (CaO · 0.5Al 2 O 3 · 5SiO 2 ): Eu and (CaO · 0.2Al 2 O 3 · SiO 2 ): Eu with the addition of B 2 O 3 in an amount of 3 wt.%, allowing their use as materials for the conversion of near-ultraviolet radiation (peak emission 3.2 eV or 380 nm) into visible radiation (350 ÷ 675 nm, 1.84 ÷ 3.54 eV).

Вышеуказанные известные материалы обеспечивают преобразование в видимый свет только ближнего ультрафиолетового излучения, отсутствует возможность конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения.The above known materials provide conversion to visible light only of near ultraviolet radiation, there is no possibility of conversion of vacuum ultraviolet radiation.

Ближайшим к предложенному является описанный в статье [Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 1977-1980] люминесцентный материал в виде имплантированной ионами серы (S+) аморфной пленки оксида кремния SiO2:SX толщиной 500 нм на кремниевой подложке, работающий в качестве материала для конверсии жесткого (вакуумного) ультрафиолетового излучения (9,0÷10,5 эВ или 137,6÷118 нм) в видимое излучение (1,7÷1,94 и 2,5÷3,2 эВ или 728,8÷638,7 и 495,6÷387,2 нм).Closest to the proposed one is the luminescent material described in the article [Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 1977-1980] in the form of an amorphous silicon oxide film (S + ) amorphous SiO 2 : S X film with a thickness of 500 nm on a silicon substrate, operating as a material for the conversion of hard (vacuum) ultraviolet radiation (9.0 ÷ 10.5 eV or 137.6 ÷ 118 nm) into visible radiation (1.7 ÷ 1.94 and 2.5 ÷ 3.2 eV or 728 , 8 ÷ 638.7 and 495.6 ÷ 387.2 nm).

Недостатком материала-прототипа является наличие в видимом спектре излучения нескольких компонент (1,7÷1,94 и 2,5÷3,2 эВ), а именно красной, голубой, синей и частично фиолетовой компонент с преобладанием синей компоненты. При этом свечение имеет смешанный, немонохромный спектр.The disadvantage of the prototype material is the presence in the visible radiation spectrum of several components (1.7 ÷ 1.94 and 2.5 ÷ 3.2 eV), namely the red, blue, blue and partially purple component with a predominance of the blue component. In this case, the glow has a mixed, non-monochrome spectrum.

Задачей изобретения является создание материала для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в видимое излучение, обладающего повышенной интенсивностью синего свечения и большей монохромностью излучения.The objective of the invention is to provide a material for the conversion of vacuum ultraviolet radiation into visible radiation, having an increased intensity of blue glow and greater monochrome radiation.

Для решения поставленной задачи материал для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона в виде аморфной пленки оксида кремния SiO2SX на кремниевой подложке отличается тем, что толщина аморфной пленки оксида кремния SiO2 составляет 20÷70 нм, а ионы серы содержатся в количестве, при котором стехиометрический коэффициент «х» находится в пределах от 0,01 до 0,45.To solve this problem, the material for the conversion of vacuum ultraviolet radiation into visible radiation in the form of an amorphous silicon oxide film SiO 2 S X on a silicon substrate is characterized in that the thickness of the amorphous silicon oxide film SiO 2 is 20 ÷ 70 nm, and sulfur ions are contained in an amount at which the stoichiometric coefficient "x" is in the range from 0.01 to 0.45.

Техническим результатом использования предложенного материала является повышение эффективности преобразования вакуумного ультрафиолетового излучения в видимое свечение, а именно увеличение интенсивности синего излучения в 1,3÷1,5 раза и обеспечение большей монохромности излучения. Последнее достигается за счет того, что в излучении предложенного материала отсутствует красная полоса.The technical result of the use of the proposed material is to increase the conversion efficiency of vacuum ultraviolet radiation into a visible glow, namely, an increase in the intensity of blue radiation by 1.3 ÷ 1.5 times and ensuring greater monochrome radiation. The latter is achieved due to the fact that there is no red stripe in the radiation of the proposed material.

При толщине аморфной пленки оксида кремния менее 20 нм происходит деградация структуры материала и ухудшение его люминесцентных свойств вследствие увеличения количества структурных дефектов, являющихся центрами тушения люминесценции. При толщине пленки более 70 нм усложняется технология получения материала, требуется использование ионного источника повышенной мощности и увеличение времени имплантации, что нецелесообразно.When the thickness of the amorphous film of silicon oxide is less than 20 nm, the structure of the material degrades and its luminescent properties deteriorate due to an increase in the number of structural defects that are centers of luminescence quenching. With a film thickness of more than 70 nm, the technology of obtaining the material is complicated, the use of an ion source of increased power and an increase in implantation time are required, which is impractical.

При стехиометрическом коэффициенте «х», меньшем значения 0,01, интенсивность люминесценции падает вследствие низкой концентрации центров свечения.When the stoichiometric coefficient "x" is less than 0.01, the luminescence intensity decreases due to the low concentration of the luminescence centers.

При значениях стехиометрического коэффициента «х», больших значения 0,45, в предложенном материале появляются центры красного свечения, что ухудшает монохроматичность излучения, кроме того, происходит ухудшение люминесцентных свойств - возникает эффект концентрационного тушения люминесценции.When the stoichiometric coefficient “x” is greater than 0.45, red glow centers appear in the proposed material, which worsens the monochromaticity of the radiation, in addition, the luminescent properties deteriorate - the effect of concentration quenching of luminescence arises.

На фигуре 1 изображены спектры излучения известного и предложенного материалов, на фигуре 2 - спектр возбуждающего вакуумного излучения, при этом по вертикальным осям отложены интенсивности излучения в относительных единицах (отн. ед.), по горизонтальным - энергия фотонов излучения (эВ), на фигуре 3 - калибровочная взаимозависимость энергии Е и толщины пленки d.The figure 1 shows the radiation spectra of known and proposed materials, the figure 2 shows the spectrum of the exciting vacuum radiation, while the vertical axes show the radiation intensity in relative units (rel. Units), the horizontal axis shows the photon energy (eV), in the figure 3 - calibration interdependence of energy E and film thickness d.

Фиг. 1:FIG. one:

А - спектр излучения известного люминесцентного материала в виде имплантированной ионами серы аморфной пленки оксида кремния SiO2:Sх толщиной 500 нм на кремниевой подложке [Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 1977-1980, Figure 1 (S-related centers)];A is the emission spectrum of a known luminescent material in the form of an amorphous silicon oxide implanted with sulfur ions SiO 2 : S x 500 nm thick film on a silicon substrate [Journal of Non-Crystalline Solids 357 (2011) 1977-1980, Figure 1 (S-related centers) ];

Б - спектр излучения предложенного люминесцентного материала в виде аморфной пленки оксида кремния SiO2Sх, где x=0,27, толщина пленки 48 нм.B - emission spectrum of the proposed luminescent material in the form of an amorphous silicon oxide film SiO 2 S x , where x = 0.27, the film thickness is 48 nm.

Фиг. 2 - спектр возбуждения фотолюминесценции предложенного люминесцентного материала в области вакуумного ультрафиолетового излучения.FIG. 2 - excitation spectrum of photoluminescence of the proposed luminescent material in the field of vacuum ultraviolet radiation.

Фиг. 3 демонстрирует используемую при получении предложенного материала зависимость энергии Е имплантируемых ионов S+ (вертикальная ось, кэВ) от требуемой толщины d аморфной пленки оксида кремния SiO2 (горизонтальная ось, нм).FIG. 3 shows the dependence of the energy E of implantable S + ions (vertical axis, keV) used on the preparation of the proposed material on the required thickness d of an amorphous silicon oxide SiO 2 film (horizontal axis, nm).

Предложенный материал для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона в виде аморфной пленки оксида кремния SiO2 на кремниевой подложке получают путем внедрения в указанную пленку ионов серы имплантацией с последующим отжигом при температуре 700÷900°C в течение 0.5÷1 часа в атмосфере сухого азота, имплантацию ведут с энергией ионов, величина которой определяется по формулеThe proposed material for converting vacuum ultraviolet radiation into visible radiation in the form of an amorphous silicon oxide SiO 2 film on a silicon substrate is obtained by introducing sulfur ions into the specified film by implantation, followed by annealing at a temperature of 700 ÷ 900 ° C for 0.5 ÷ 1 hour in a dry atmosphere nitrogen, implantation is carried out with ion energy, the value of which is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Е - энергия ионов, кэВ;where E is the ion energy, keV;

d - толщина аморфной пленки диоксида кремния, выбирается в пределах от 20 до 70 нм;d is the thickness of the amorphous film of silicon dioxide, is selected in the range from 20 to 70 nm;

и при флюенсе, определяемом по формулеand with fluence defined by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где F - флюенс, ион/см2;where F is the fluence, ion / cm 2 ;

x - стехиометрический коэффициент, величина безразмерная, выбирается в пределах от 0,01 до 0,45;x is a stoichiometric coefficient, a dimensionless quantity, is selected in the range from 0.01 to 0.45;

d - толщина аморфной пленки диоксида кремния, выбирается в пределах от 20 до 70 нм.d is the thickness of the amorphous film of silicon dioxide, is selected in the range from 20 to 70 nm.

Имплантация ионов серы в аморфную пленку оксида кремния SiO2 на кремниевой подложке осуществляют с помощью ионного источника, работающего в непрерывном режиме при рассчитанных по формулам (1) и (2) параметрах и вакууме (1,4÷2,5)·10-4 Торр. Перед облучением образцы материала промывают в спирте в ультразвуковой ванне. Отжиг производят в атмосфере сухого азота с использованием электропечи сопротивления (типа НТ 40/16).The implantation of sulfur ions into an amorphous film of silicon oxide SiO 2 on a silicon substrate is carried out using an ion source operating in continuous mode with the parameters calculated in accordance with formulas (1) and (2) and vacuum (1.4 ÷ 2.5) · 10 -4 Torr Before irradiation, samples of the material are washed in alcohol in an ultrasonic bath. Annealing is carried out in an atmosphere of dry nitrogen using an electric resistance furnace (type NT 40/16).

Полученные образцы материала представляют собой плоскопараллельные пластины площадью 1 см2, толщиной 0,5 мм, с поверхностью оптического качества. Поверхностный слой каждого образца состоит из аморфной пленки имплантированного ионами серы оксида кремния SiO2Sх, включающей ионы Sх и точечные дефекты, созданные в процессе имплантации ионов серы. Нижележащая основа образца состоит из нелегированного диоксида кремния. Фотолюминесценция полученного материала возбуждалась вакуумным ультрафиолетовым излучением (фиг. 3) с энергией фотонов в интервале 8,5÷10,5 эВ, с помощью синхротрона DESY (Германия) через монохроматор. Люминесцентные спектры регистрировались фотоумножителем R6358P Hamamatsu.The obtained material samples are plane-parallel plates with an area of 1 cm 2 , a thickness of 0.5 mm, with a surface of optical quality. The surface layer of each sample consists of an amorphous film of silicon oxide implanted with sulfur ions SiO 2 S x , including S x ions and point defects created during the implantation of sulfur ions. The underlying sample base consists of undoped silica. The photoluminescence of the obtained material was excited by vacuum ultraviolet radiation (Fig. 3) with photon energies in the range of 8.5–10.5 eV using a DESY synchrotron (Germany) through a monochromator. Luminescent spectra were recorded by a Hamamatsu R6358P photomultiplier.

В таблице приведены параметры образца 1 известного материала-прототипа и нескольких образцов 2, 3, 4 и 5 предложенного материала. Люминесцентный спектр излучения образца 1 материала-прототипа приведен на фиг. 1, А. Спектры излучения образцов 2, 4 и 5 по форме соответствуют спектру излучения образца 3 (фиг. 1, Б), отличаясь интенсивностями излучения, указанными в таблице.The table shows the parameters of sample 1 of the known prototype material and several samples 2, 3, 4 and 5 of the proposed material. The luminescent emission spectrum of sample 1 of the prototype material is shown in FIG. 1, A. The emission spectra of samples 2, 4, and 5 correspond in shape to the radiation spectrum of sample 3 (Fig. 1, B), differing in the radiation intensities indicated in the table.

Figure 00000003
Figure 00000003

Ниже описаны примеры образцов предложенного материала. Номера примеров соответствуют номерам образцов в таблице.The following are examples of samples of the proposed material. The numbers of the examples correspond to the numbers of the samples in the table.

Пример 1 (прототип). Материал получен имплантацией ионов S+ в образец в виде аморфной пленки оксида кремния толщиной 500 нм на кремниевой подложке при энергии ионов 150 кэВ и флюенсе 5·1016 ион/см2. Отжиг произведен в атмосфере сухого азота при температуре 900°C в течение 1 часа. В полученном образце интенсивность пика красного излучения с энергией 1,83 эВ равна 0,2 отн. ед. Видимое излучение такого материала носит смешанный характер, содержит красную, голубую, синюю и частично фиолетовую компоненты с преобладанием синей компоненты с энергией 2,82 эВ, которая имеет относительную интенсивность 1,0 отн. ед.Example 1 (prototype). The material was obtained by implanting S + ions into a sample in the form of an amorphous silicon oxide film 500 nm thick on a silicon substrate at an ion energy of 150 keV and a fluence of 5 × 10 16 ion / cm 2 . Annealing was carried out in an atmosphere of dry nitrogen at a temperature of 900 ° C for 1 hour. In the obtained sample, the intensity of the peak of red radiation with an energy of 1.83 eV is 0.2 Rel. units The visible radiation of such material is mixed, contains red, blue, blue and partially violet components with a predominance of the blue component with an energy of 2.82 eV, which has a relative intensity of 1.0 Rel. units

Пример 2. Материал получен имплантацией ионов S+ в образец в виде аморфной пленки оксида кремния толщиной 20 нм на кремниевой подложке при рассчитанных по формулам (1) и (2) энергии ионов 13,3 кэВ и флюенсе 4,4·1015 ион/см2. Отжиг произведен в атмосфере сухого азота при температуре 850°C в течение 50 минут. Интенсивность пика красного излучения с энергией 1,83 эВ равна нулю. Излучение полученного материала является смешанным, но без красной полосы, при этом интенсивность синего излучения с энергией 2,82 эВ повышена и равна 1,3 отн. ед.Example 2. The material was obtained by implanting S + ions into a sample in the form of an amorphous silicon oxide film with a thickness of 20 nm on a silicon substrate with the ion energies calculated by formulas (1) and (2) of 13.3 keV and a fluence of 4.4 · 10 15 ion / cm 2 . Annealing was carried out in an atmosphere of dry nitrogen at a temperature of 850 ° C for 50 minutes. The intensity of the peak of red radiation with an energy of 1.83 eV is equal to zero. The radiation of the obtained material is mixed, but without a red band, while the intensity of blue radiation with an energy of 2.82 eV is increased and equal to 1.3 Rel. units

Пример 3. Материал получен имплантацией ионов S+ в образец в виде аморфной пленки оксида кремния толщиной 30 нм на кремниевой подложке при рассчитанных по формулам (1) и (2) энергии ионов 21,3 кэВ и флюенсе 6·1015 ион/см2. Отжиг произведен в атмосфере сухого азота при температуре 800°C в течение 45 минут. Интенсивность пика красного излучения с энергией 1,83 эВ равна нулю. Излучение полученного материала является смешанным, но без красной полосы, при этом интенсивность синего излучения с энергией 2,82 эВ повышена и равна 1,5 отн. ед.Example 3. The material was obtained by implantation of S + ions in a sample in the form of an amorphous silicon oxide film 30 nm thick on a silicon substrate with the ion energies of 21.3 keV and fluence 6 · 10 15 ion / cm 2 calculated by formulas (1) and (2) . Annealing was carried out in an atmosphere of dry nitrogen at a temperature of 800 ° C for 45 minutes. The intensity of the peak of red radiation with an energy of 1.83 eV is equal to zero. The radiation of the obtained material is mixed, but without a red band, while the intensity of blue radiation with an energy of 2.82 eV is increased and equal to 1.5 Rel. units

Пример 4. Материал получен имплантацией ионов S+ в образец в виде аморфной пленки оксида кремния толщиной 45 нм на кремниевой подложке при рассчитанных по формулам (1) и (2) энергии ионов 33,3 кэВ и флюенсе 2,4·1016 ион/см2. Отжиг произведен в атмосфере сухого азота при температуре 800°C в течение 40 минут. Интенсивность пика красного излучения с энергией 1,83 эВ равна нулю. Излучение полученного материала является смешанным, но без красного излучения, при этом интенсивность синего излучения с энергией 2,82 эВ повышена и равна 1,5 отн. ед.Example 4. The material was obtained by implantation of S + ions in a sample in the form of an amorphous silicon oxide film with a thickness of 45 nm on a silicon substrate with the ion energies calculated by formulas (1) and (2) of 33.3 keV and a fluence of 2.4 · 10 16 ion / cm 2 . Annealing was carried out in an atmosphere of dry nitrogen at a temperature of 800 ° C for 40 minutes. The intensity of the peak of red radiation with an energy of 1.83 eV is equal to zero. The radiation of the obtained material is mixed, but without red radiation, while the intensity of blue radiation with an energy of 2.82 eV is increased and equal to 1.5 Rel. units

Пример 5. Материал получен имплантацией ионов S+ в образец в виде аморфной пленки оксида кремния толщиной 70 нм на кремниевой подложке при рассчитанных по формулам (1) и (2) энергии ионов 53,3 кэВ и флюенсе 7·1016 ион/см2. Отжиг произведен в атмосфере сухого азота при температуре 750°C в течение 30 минут. Интенсивность пика красного излучения с энергией 1,83 эВ равна нулю. Излучение полученного материала является смешанным, но без красной полосы, при этом интенсивность синего излучения с энергией 2,82 эВ повышена и равна 1,4 отн. ед.Example 5. The material was obtained by implantation of S + ions in a sample in the form of an amorphous silicon oxide film 70 nm thick on a silicon substrate with ion energies of 53.3 keV and fluence 7 · 10 16 ion / cm 2 calculated by formulas (1) and (2) . Annealing was carried out in an atmosphere of dry nitrogen at a temperature of 750 ° C for 30 minutes. The intensity of the peak of red radiation with an energy of 1.83 eV is equal to zero. The radiation of the obtained material is mixed, but without a red band, while the intensity of blue radiation with an energy of 2.82 eV is increased and equal to 1.4 Rel. units

Claims (1)

Материал для конверсии вакуумного ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона в виде аморфной пленки оксида кремния SiO2 с имплантированными в нее ионами серы Sx, где х - стехиометрический коэффициент, на кремниевой подложке, отличающийся тем, что толщина аморфной пленки оксида кремния SiO2 составляет 20-70 нм, а ионы серы содержатся в количестве, при котором стехиометрический коэффициент «х» находится в пределах от 0,01 до 0,45. Material for converting vacuum ultraviolet radiation into visible radiation in the form of an amorphous silicon oxide SiO 2 film with sulfur ions S x implanted in it, where x is the stoichiometric coefficient on a silicon substrate, characterized in that the thickness of the amorphous silicon oxide SiO 2 film is 20 -70 nm, and sulfur ions are contained in an amount at which the stoichiometric coefficient "x" is in the range from 0.01 to 0.45.
RU2014123940/05A 2014-06-10 2014-06-10 MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE RU2584205C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123940/05A RU2584205C2 (en) 2014-06-10 2014-06-10 MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014123940/05A RU2584205C2 (en) 2014-06-10 2014-06-10 MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014123940A RU2014123940A (en) 2015-12-20
RU2584205C2 true RU2584205C2 (en) 2016-05-20

Family

ID=54871157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014123940/05A RU2584205C2 (en) 2014-06-10 2014-06-10 MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2584205C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802301C1 (en) * 2022-11-09 2023-08-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) Photoactive luminescent material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2030483C1 (en) * 1987-07-15 1995-03-10 Дзе Бок Груп, Инк. Method for depositing films based on silicon oxide
US6531074B2 (en) * 2000-01-14 2003-03-11 Osram Sylvania Inc. Luminescent nanophase binder systems for UV and VUV applications
US7470378B2 (en) * 2003-10-03 2008-12-30 National Institute For Materials Science Oxynitride fluorescent material and light-emitting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2030483C1 (en) * 1987-07-15 1995-03-10 Дзе Бок Груп, Инк. Method for depositing films based on silicon oxide
US6531074B2 (en) * 2000-01-14 2003-03-11 Osram Sylvania Inc. Luminescent nanophase binder systems for UV and VUV applications
US7470378B2 (en) * 2003-10-03 2008-12-30 National Institute For Materials Science Oxynitride fluorescent material and light-emitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802301C1 (en) * 2022-11-09 2023-08-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) Photoactive luminescent material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014123940A (en) 2015-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Photoluminescence degradation mechanism of BaMgAl10O17: Eu2+ phosphor by vacuum ultraviolet irradiation
RU2584205C2 (en) MATERIAL FOR CONVERSION OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS FILM OF SILICON OXIDE SiO2Sx ON SILICON SUBSTRATE
Masenelli et al. YAG: Ce nanoparticle lightsources
RU2534173C2 (en) METHOD OF OBTAINING CONVERTER OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO VISIBLE RANGE RADIATION IN FORM OF AMORPHOUS SILICON OXIDE SiOX FILM ON SILICON SUBSTRATE
RU2526344C1 (en) CONVERTER OF VACUUM ULTRAVIOLET RADIATION INTO RADIATION OF VISIBLE RANGE IN FORM OF AMORPHOUS SILICON OXIDE SiOX FILM ON SILICON SUBSTRATE
JP4705974B2 (en) Light emitting element, method of using light emitting element, method of manufacturing light emitting element, display
CZ200997A3 (en) Inorganic scintillator
Budilova et al. Sensitizing ZnO ultraviolet luminescence
Zatsepin et al. Creation of Si quantum dots in a silica matrix due to conversion of radiation defects under pulsed ion-beam exposure
JP5928613B2 (en) Light emitting ceramics, light emitting element, and light emitting device
RU2585009C1 (en) Zinc ion-implanted quartz glass
Arai et al. Luminescence properties of Ge implanted SiO2: Ge and GeO2: Ge films
RU2535244C1 (en) Tin ion-implanted silicon oxide film on silicon substrate
Salh Concentration and Annealing Effects on Luminescence Properties of Ion‐Implanted Silica Layers
Zatsepin et al. Willemite photoluminescence in Zn‐implanted silica glasses
RU2568456C1 (en) Method for producing silica glass implanted with zinc ions
Mangalam et al. Energy transfer from zno nanocrystals to terbium (3+) ions: A spectral overlap study
Kominami et al. Depth profile of ZnAl 2 O 4 layer on sapphire substrate by cathodoluminescence
RU2453577C2 (en) Method of producing nanocomposite luminophore in form of quartz glass containing copper and titanium nanoclusters
Swart et al. Electron stimulated surface chemical reaction mechanism for phosphor degradation
Buntov et al. Photoluminescence of SiO2 nanocomposite films implanted with Si+ and C+ ions
RU2504600C1 (en) Method of producing phosphor in form of amorphous film of silicon dioxide with selenium ions on silicon substrate
Nonaka et al. Emission characteristics of ZnO-TiO2 upconversion scintillator containing Er3+ and Yb3+ using MOD method
CN105925261B (en) A kind of long-afterglow material, its application and the method for adjusting sunlight using it
Zatsepin et al. Defects and localized states in silica layers implanted with lead ions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160716