基于近場光學顯微鏡研究拓撲絕緣體Bi2Te3等離激元和鈣鈦礦薄膜的載流子分布.pdf

1、近年來，基于石墨烯，拓撲絕緣體(Topological Insulator)等二維層狀材料的等離激元在光電子領域的研究中廣受關注。新型二維材料等離激元擁有諸多超越傳統(tǒng)貴金屬等離激元的優(yōu)勢，例如更長的壽命與傳播長度，這使得他們極具研究價值。近場光學顯微鏡（scattering-type Scanning Near-field Optical Microscopy, s-SNOM）是掃描探針顯微鏡（Scanning Probe Micros

2、copy）家族中的重要一員，其應用非常廣泛。在中紅外波段掃描得到的近場光學圖像能夠展現(xiàn)材料一些特殊的性質(zhì)，這使得S-SNOM成為微納尺度對材料的化學成分、結構與光電性質(zhì)進行無損測試分析的一種重要研究手段。本文主要研究使用近場光學顯微鏡對拓撲絕緣體碲化鉍(Bi2Te3)單晶的等離激元進行激發(fā)與探測，并嘗試對二維材料的等離激元進行調(diào)控，除此之外我們還對新型鈣鈦礦薄膜材料的載流子分布情況進行了觀察與分析。
　　主要研究內(nèi)容如下：

3、　　1、使用s-SNOM對拓撲結緣體 Bi2Te3單晶等離激元的觀測結果與分析。我們成功地在實空間觀測到了Bi2Te3在中紅外波段激發(fā)的等離激元，而且觀測到了獨特的邊緣模式條紋。研究發(fā)現(xiàn)，超薄的Bi2Te3單晶在中紅外波段激發(fā)的等離激元主要與其表面態(tài)電子有關。
　　2、通過施加柵壓的方式成功地對石墨烯與Bi2Te3單晶的等離激元進行了調(diào)控。石墨烯的等離激元波長能夠從140 nm調(diào)控到280 nm，此外石墨烯表面的特殊結構對等離激元