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本篇論文主要探討矽在以HF為主的電解液中經過電化學氧化處理之後產生
的多孔矽, 在室溫下可發出肉眼可見的強烈螢光之現象.矽在電解液中經
過電化學氧化後, 矽的表面將在加偏壓的條件下因選擇性腐蝕而被腐蝕成
多孔狀, 其中剩下的部份主要仍是成鑽石結構的矽微晶, 經過如此處理過
的多孔矽樣品在室溫下在紫外光或藍色, 綠色光的照射下可發出肉眼可見
之紅光.矽是一種非直接能隙之材料, 其能隙只有 1.15eV(~11000埃), 在
一般的情況下並不會有螢光產生, 只有在伴隨著產生或消滅一個聲子的過
程中才會螢光發出, 然而此種過程的躍遷率非常低, 並且此時波長只
有11000埃,是在紅外光的範圍, 與多孔矽的螢光波長約7000埃並不相同,
此外多孔矽的螢光譜線寬約1000埃,與一般發光元件之材料, 如III-V或
II-VI族等材料的螢光譜線寬約100埃有相當大的差異,這些結果並不能以
一般半導體理論來解釋.本篇論文從多孔矽的螢光光譜對電化學氧化反應
的電流密度, 氧化時間的變化, 表面鍵結, 及拉曼光譜, 紅外線吸收光譜
等實驗與目前三種主要解釋多孔矽螢光機制的模型比較,並計算在微晶矽
中能隙的增加及拉曼譜線的變化, 並對多孔矽異常的螢光現象提出解釋.
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