表面等离激元增强ZnO复合结构光学性能研究
发布时间：2021-01-01 14:06
氧化锌（Zinc Oxide,ZnO）,是一种具有3.37 eV的宽直接带隙、60 meV的高激子束缚能半导体材料。ZnO所具有的这些独特物理优势使其很容易获得紫外激光,并适合用于制备室温甚至更高温度下的高效受激发射器件。近年来,ZnO半导体材料的紫外光电特性,尤其是激光特性一直备受国内外研究学者的关注。尽管ZnO微米棒、纳米线等具有天然的六边形截面结构,有利于形成回音壁（Whispering gallery mode,WGM）激光,但其光学损耗也是不可避免的。如何减少微腔的光学损耗,降低激射阈值和提高激光的强度及品质因子,就成为一个很有意义的研究课题。随着等离激元光子学（Plasmonics）的发展,表面等离激元增强半导体材料的发光性能引起了人们的广泛关注。入射光引起的金属纳米结构表面自由电子的集体振荡,能够将光场能量高度局域在金属结构表面,并表现出极强的近场增强特性。石墨烯类金属的特点同样使其具有表面等离子特性,而且石墨烯表面等离子体可以通过掺杂及电压调控等方式进行调节,有着更广泛的应用前景。利用金属、石墨烯材料这一奇特的物理效应,能够有效提升ZnO材料本征发光效率,并设计和构建基...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 ZnO的基本性质与研究背景介绍
1.2 ZnO晶体结构与能带结构
1.3 ZnO制备方法
1.4 ZnO紫外发光
1.5 表面等离激元概述
1.5.1 金属表面等离激元
1.5.2 石墨烯表面等离激元
1.6 表面等离激元应用
1.7 论文选题依据与研究内容
第二章 ZnO微纳结构和Plasmon材料制备与表征测试
2.1 ZnO微纳结构与Plasmon材料制备
2.2 实验样品表征
2.3 实验样品测试
2.4 本章小结
第三章 Au表面等离激元引入BM效应增强ZnO紫外发光
3.1 研究背景
3.2 Au/ZnO微米碟的制备
3.3 Au表面等离激元增强ZnO紫外发光
3.4 Au表面等离激元耦合ZnO发光机理
3.5 Au表面等离激元引入BM效应ZnO激子发光动力学过程
3.6 本章小结
第四章 Graphene/Al表面等离激元协同耦合增强ZnO紫外激光
4.1 研究背景
4.2 Graphene/Al/ZnO复合微腔的制备
4.3 Graphene/Al表面等离激元协同耦合ZnO受激辐射增强
4.4 Graphene/Al表面等离激元协同耦合ZnO增强机理
4.5 本章小结
第五章 Plamon耦合ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔超灵敏SERS传感
5.1 研究背景
5.2 ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔SERS基底的构建
5.3 ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔超灵敏SERS检测
5.4 ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔SERS增强机理
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
博士期间发表论文及其他学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface plasmon interference pattern on the surface of a silver-clad planar waveguide as a sub-micron lithography tool[J]. ZHU QiuXiang1,HU CanDong1,WANG WenJie2,HE Miao1,ZHOU Jun3,ZHAO LingZhi1,PENG ZhiXiang1,LI ShuTi1,ZHU Ning1 & ZHANG Yong1 1 Key Laboratory of Electroluminescent Devices of Guangdong Provincial Education Department,Institute of Optoelectronic Materials and Technology,South China Normal University,Guangzhou 510631,China;2 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Advanced Photonic and Electronic Materials,Department of Physics,Nanjing University,Nanjing 210093,China;3 Institute of Photonics,Faculty of Science,Ningbo University,Ningbo 315211,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2011(02)
本文编号：2951429
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 ZnO的基本性质与研究背景介绍
1.2 ZnO晶体结构与能带结构
1.3 ZnO制备方法
1.4 ZnO紫外发光
1.5 表面等离激元概述
1.5.1 金属表面等离激元
1.5.2 石墨烯表面等离激元
1.6 表面等离激元应用
1.7 论文选题依据与研究内容
第二章 ZnO微纳结构和Plasmon材料制备与表征测试
2.1 ZnO微纳结构与Plasmon材料制备
2.2 实验样品表征
2.3 实验样品测试
2.4 本章小结
第三章 Au表面等离激元引入BM效应增强ZnO紫外发光
3.1 研究背景
3.2 Au/ZnO微米碟的制备
3.3 Au表面等离激元增强ZnO紫外发光
3.4 Au表面等离激元耦合ZnO发光机理
3.5 Au表面等离激元引入BM效应ZnO激子发光动力学过程
3.6 本章小结
第四章 Graphene/Al表面等离激元协同耦合增强ZnO紫外激光
4.1 研究背景
4.2 Graphene/Al/ZnO复合微腔的制备
4.3 Graphene/Al表面等离激元协同耦合ZnO受激辐射增强
4.4 Graphene/Al表面等离激元协同耦合ZnO增强机理
4.5 本章小结
第五章 Plamon耦合ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔超灵敏SERS传感
5.1 研究背景
5.2 ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔SERS基底的构建
5.3 ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔超灵敏SERS检测
5.4 ZnO/Graphene/Ag复合回音壁微腔SERS增强机理
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
博士期间发表论文及其他学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface plasmon interference pattern on the surface of a silver-clad planar waveguide as a sub-micron lithography tool[J]. ZHU QiuXiang1,HU CanDong1,WANG WenJie2,HE Miao1,ZHOU Jun3,ZHAO LingZhi1,PENG ZhiXiang1,LI ShuTi1,ZHU Ning1 & ZHANG Yong1 1 Key Laboratory of Electroluminescent Devices of Guangdong Provincial Education Department,Institute of Optoelectronic Materials and Technology,South China Normal University,Guangzhou 510631,China;2 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Advanced Photonic and Electronic Materials,Department of Physics,Nanjing University,Nanjing 210093,China;3 Institute of Photonics,Faculty of Science,Ningbo University,Ningbo 315211,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2011(02)
本文编号：2951429
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