陣列化納米等離子體激光器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、半導(dǎo)體激光器是世界上發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛、最早走出實驗室實現(xiàn)商用化且產(chǎn)值最大的一類激光器。但隨著進(jìn)入二十一世紀(jì)，無論工業(yè)還是軍用領(lǐng)域，對激光器波長和尺寸等參數(shù)的要求逐步提高，基于氧化鋅(ZnO)納米線的半導(dǎo)體納米激光器的出現(xiàn)，再一次引起了科研工作者們的研究熱潮。
　　本文主要包括以下三個研究內(nèi)容：
　　首先，本文提出基于半導(dǎo)體納米線/介質(zhì)膜層/金屬膜層/襯底結(jié)構(gòu)的納米等離子體激光器，并針對此結(jié)構(gòu)使用納米光子學(xué)軟件COMSOL

2、進(jìn)行了模擬及仿真，驗證了該半導(dǎo)體納米線/介質(zhì)膜層/金屬膜層/襯底結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。
　　其次，本文詳細(xì)介紹了在p型氮化鎵(p-GaN)襯底上生長高質(zhì)量的n型氧化鋅(n-ZnO)納米線的工藝及討論。采用化學(xué)氣相沉積的方法，在氮化鎵（GaN）襯底上合成制備氧化鋅納米線陣列，并使用掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡(TEM)對樣品進(jìn)行觀察、表征、記錄，發(fā)現(xiàn)氧化鋅在[001]取向上優(yōu)先生長；改變生長條件，摸索出各參數(shù)影響樣品生長形貌的規(guī)

3、律。然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行濺射，先濺射一層絕緣的介質(zhì)膜層，后濺射一層貴金屬銀膜層，形成最終所設(shè)計半導(dǎo)體納米線/介質(zhì)膜層/金屬膜層/襯底的結(jié)構(gòu)。
　　之后，本論文進(jìn)行了納米等離子體激光器器件的設(shè)計及制作，詳細(xì)介紹了納米等離子體激光器的制作加工工藝以及各組件的作用。經(jīng)過鍍膜、電極工藝等最終制作完成納米等離子體激光器。
　　最后，本文對制備的樣品的光學(xué)特性和電學(xué)特性進(jìn)行了測試，測試參數(shù)主要有光致發(fā)光光譜、電致發(fā)光光譜、I-V特性曲線，

4、本文還對樣品電泵浦發(fā)光下的偏振特性、制冷與非制冷情況下電致發(fā)光的功率對比進(jìn)行了測試。分析室溫下的光致發(fā)光光譜發(fā)現(xiàn)，在紫外激光器的激勵下，樣品有很明顯尖銳的紫外峰(約382 nm)出現(xiàn)。并對比了CVD生長完的樣品和做了濺射加工后的樣品的光致發(fā)光光譜，證實了表面等離子體對光波場模式的約束限制及增強(qiáng)作用。通過測試其I-V特性，樣品展示出了單向?qū)ǖ亩O管特性，而且證實在電壓正接的情況下，n-ZnO/介質(zhì)膜層/金屬膜層/p-GaN異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)樣品