金屬表面等離激元增強(qiáng)ZnO基薄膜及多量子阱發(fā)光.pdf

1、ZnO具有較大的禁帶寬度及激子束縛能，有望成為一種可靠的新型發(fā)光材料。對(duì)ZnO禁帶寬度進(jìn)行有效調(diào)控及提高ZnO基材料的發(fā)光效率，是促進(jìn)ZnO在光電領(lǐng)域應(yīng)用的必要條件。目前，利用金屬表面等離激元增強(qiáng)半導(dǎo)體材料的發(fā)光性質(zhì)已經(jīng)成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)?；谏鲜鰩c(diǎn)，本文分別以ZnO、ZnCdO薄膜和ZnO/ZnMgO多量子阱為研究對(duì)象，利用金屬表面等離激元增強(qiáng)其帶邊發(fā)光，并對(duì)發(fā)光增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了深入探究。主要工作內(nèi)容如下:
　　利用脈沖激光沉

2、積方法制備ZnO和ZnCdO薄膜。通過(guò)一系列手段對(duì)其進(jìn)行結(jié)晶性質(zhì)、化學(xué)成分及發(fā)光性能表征。生長(zhǎng)的ZnO及ZnCdO薄膜有明顯的帶邊發(fā)光，且缺陷發(fā)光受到抑制，表現(xiàn)出較好的結(jié)晶質(zhì)量。通過(guò)摻入適量的Cd元素，有效地調(diào)控了ZnO的發(fā)光峰位。
　　利用電子束蒸發(fā)方法制備金屬薄膜并對(duì)其表面等離激元特性進(jìn)行了探索。結(jié)合快速熱退火工藝，利用反浸潤(rùn)法制備形成Al納米顆粒。利用電子束蒸發(fā)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝制備金屬有序微米陣列。同時(shí)，我們還利用聚苯乙烯(

3、PS)球模板結(jié)合電子束蒸發(fā)工藝制備金屬納米陣列，實(shí)現(xiàn)了對(duì)金屬陣列納米尺寸的有效調(diào)控。
　　利用反浸潤(rùn)法制備Al納米顆粒，分別實(shí)現(xiàn)了ZnO薄膜和ZnO/ZnMgO多量子阱室溫下7倍和1.5倍的室溫PL增強(qiáng)效果。探究了金屬厚度對(duì)發(fā)光增強(qiáng)的影響，通過(guò)SEM、XPS及變溫PL測(cè)試，探究了發(fā)光增強(qiáng)的機(jī)理。
　　探究了采用新型ZnCdO/Metal/Substrate結(jié)構(gòu)來(lái)增強(qiáng)ZnCdO材料發(fā)光性能的方法，并使ZnCdO的發(fā)光強(qiáng)度在Ag