氧化锌/金属复合纳米结构的制备及其光学性质研究

发布时间：2021-08-21 07:20

　　近年来,利用金属表面等离激元效应增强半导体发光效率的相关研究引起人们广泛关注。在众多的半导体材料中,氧化锌具有宽直接带隙（3.37 eV）、高激子束缚能（60 meV）等优点,被认为是制备紫外光电器件的理想材料。通常情况下,氧化锌中的一部分激子被缺陷能级束缚,导致紫外发光效率降低。因此,制备合适的氧化锌/金属复合纳米结构,通过金属表面等离激元的作用,有望提高氧化锌紫外发光效率。另一方面,金属表面增强拉曼散射技术在微量分子检测方面具有重要的应用,而此技术的关键是制备稳定可靠的衬底。利用氧化锌纳米材料大比表面、高等电点、生物兼容性好等优点,结合金属纳米颗粒可以得到较为理想的拉曼衬底。基于以上的想法,本论文主要开展了如下几方面工作：1、采用化学气相传输法,通过控制真空条件,制备了单分散的氧化锌微米花结构。将已制备好的Au纳米颗粒直接滴涂到氧化锌微米花表面。利用微区荧光技术,研究单个微米花荧光特性。实验数据显示,Au纳米颗粒极大地增强了氧化锌微米花紫外荧光,平均增强因子达到65倍。同时,随着激发功率的提高,观察到单个微米花F-P模式紫外受激辐射。2、采用化学气相传输法,通过控制原材料比例、气氛... 

【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】：102 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 金属表面等离激元概述
        1.1.1 金属电磁场理论
        1.1.2 表面等离极化激元
        1.1.3 局域表面等离激元
        1.1.4 表面等离激元应用
    1.2 氧化锌纳米材料
        1.2.1 氧化锌基本性质
        1.2.2 氧化锌微纳米材料的制备
        1.2.3 氧化锌材料发光性质
    1.3 金属/氧化锌复合体系的研究进展
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 实验设备介绍
    2.1 样品制备平台
    2.2 样品表征平台
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 透射电子显微镜
        2.2.3 X射线衍射仪
    2.3 光学测试平台
        2.3.1 荧光测试系统
        2.3.2 瞬态光谱系统
        2.3.3 显微拉曼系统
第三章 Au纳米颗粒增强单个ZnO微米花自发辐射及F-P激射研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备
        3.2.1 单分散ZnO微米花制备
        3.2.2 Au纳米颗粒的制备及修饰
    3.3 样品形貌与结构表征
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 微区荧光测试
        3.4.2 微区激光测试
        3.4.3 发光增强机理分析
    3.5 总结
第四章 Au纳米颗粒增强ZnO纳米棒双光子荧光研究
    4.1 引言
    4.2 样品制备
        4.2.1 ZnO纳米棒阵列制备
        4.2.2 修饰Au纳米颗粒
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 样品形貌和结构表征
        4.3.2 单光子荧光测试
        4.3.3 双光子荧光测试
    4.4 总结
第五章 Au/ZnO复合结构的表面增强拉曼散射研究
    5.1 引言
    5.2 SERS衬底制备
        5.2.1 ZnO薄膜制备
        5.2.2 ZnO纳米棒阵列制备
        5.2.3 修饰Au纳米颗粒
    5.3 SERS衬底表征
        5.3.1 Au@Si衬底
        5.3.2 Au@ZnO-Film衬底
        5.3.3 Au@ZnO-NRs衬底
    5.4 SERS信号检测
        5.4.1 实验结果分析
        5.4.2 拉曼增强机理分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 下一步工作展望
参考文献
作者简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林.  物理学进展. 2009(03)
[2]表面等离子体亚波长光学原理和新颖效应[J]. 顾本源.  物理. 2007(04)



本文编号：3355145