Optical Properties and Energy Transfer Mechanism in Er3+ and Eu3+ Co-doped GaN Films

采用离子注入法在GaN薄膜中实现了Er3+和Eu3+离子的共掺杂.以阴极荧光光谱仪为主要表征手段，研究样品的光学特性和能量传递机理.在300 K温度下，Er3+和Eu3+共掺杂GaN薄膜能够实现绿光和红光的同时发射.随着Er3+离子掺杂剂量的增加，Eu3+离子相关发光峰的强度减弱，Er3+离子对应的两个相关发光峰强度比值减小，表明Er3+和Eu3+离子之间发生了能量传递，能量传递的方向为Eu3+→Er3+.变温阴极荧光光谱显示，Er3+离子的2H11/2和4S3/2两个能态相关的跃迁峰相对强度比值随着温度升高而降低，主要是由两个能级之间的热耦合导致.改变Er3+离子的掺杂剂量，能够调控GaN：Er3+/Eu3+样品的光学色度坐标和色温，表明此材料可用于发光器件.