金屬表面等離激元增強ZnO基薄膜及多量子阱發光.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光材料。對ZnO禁帶寬度進行有效調控及提高ZnO基材料的發光效率，是促進ZnO在光電領域應用的必要條件。目前，利用金屬表面等離激元增強半導體材料的發光性質已經成為一個新的研究熱點?；谏鲜鰩c，本文分別以ZnO、ZnCdO薄膜和ZnO/ZnMgO多量子阱為研究對象，利用金屬表面等離激元增強其帶邊發光，并對發光增強機理進行了深入探究。主要工作內容如下:
　　利用脈沖激光沉

2、積方法制備ZnO和ZnCdO薄膜。通過一系列手段對其進行結晶性質、化學成分及發光性能表征。生長的ZnO及ZnCdO薄膜有明顯的帶邊發光，且缺陷發光受到抑制，表現出較好的結晶質量。通過摻入適量的Cd元素，有效地調控了ZnO的發光峰位。
　　利用電子束蒸發方法制備金屬薄膜并對其表面等離激元特性進行了探索。結合快速熱退火工藝，利用反浸潤法制備形成Al納米顆粒。利用電子束蒸發結合標準光刻工藝制備金屬有序微米陣列。同時，我們還利用聚苯乙烯(

3、PS)球模板結合電子束蒸發工藝制備金屬納米陣列，實現了對金屬陣列納米尺寸的有效調控。
　　利用反浸潤法制備Al納米顆粒，分別實現了ZnO薄膜和ZnO/ZnMgO多量子阱室溫下7倍和1.5倍的室溫PL增強效果。探究了金屬厚度對發光增強的影響，通過SEM、XPS及變溫PL測試，探究了發光增強的機理。
　　探究了采用新型ZnCdO/Metal/Substrate結構來增強ZnCdO材料發光性能的方法，并使ZnCdO的發光強度在Ag