金屬表面等離激元增強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ZnO禁帶寬度進行有效調控及提高ZnO基材料的發(fā)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(fā)光性質已經(jīng)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(fā)光，并對發(fā)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(fā)光性能表征。生長的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)出較好的結晶質量。通過摻入適量的Cd元素，有效地調控了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(fā)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(fā)工藝制備金屬納米陣列，實現(xiàn)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(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增強效果。探究了金屬厚度對發(fā)光增強的影響，通過SEM、XPS及變溫PL測試，探究了發(fā)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(fā)光性能的方法，并使ZnCdO的發(fā)光強度在Ag