亚波长结构的制备及其对其他光电材料的调制作用
发布时间：2021-02-08 10:44
亚波长尺度的纳米结构具有很多特殊的光学以及电子学特性,在生物学、光电子学、磁电子学等方面具有重要的应用。其中,二维光子晶体、布拉格反射镜、一维亚波长金属结构以及狭缝电极等亚波长结构广泛地应用于增强材料的发光效率、吸收效率以及拉曼效应。目前垂直于衬底平面方向的亚波长结构主要利用薄膜生长的方式制备,衬底平面内的周期性亚波长结构则一般利用光刻、电子束曝光（Electron Beam Lithography,EBL）、聚焦离子束电镜（Focused Ion Beam,FIB）、紫外、深紫外（Deep Ultra-Violet,DUV）以及极紫外光刻（Extreme Ultraviolet,EUV）、纳米压印、扫描探针等微纳加工的手段制备。然而这些方式一般具有设备价格昂贵、制备成本高、花费大、加工效率低等缺点。目前,大规模的、低成本的、高效的制备纳米结构依然存在诸多的限制。基于此,本论文从结构制备以及应用的机理等方面研究具有光学调制作用的亚波长结构的制备,以及其对其他光电材料光学和电学特性的调制作用。我们利用薄膜生长的方法制备了周期性亚波长Si3N4/...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 微纳加工的主要方法及研究现状
1.1.1 光刻技术
1.1.2 电子束曝光
1.1.3 聚焦离子束
1.1.4 纳米压印
1.1.5 激光直写
1.1.6 薄膜技术
1.1.7 自组装加工
1.2 亚波长结构的电学性质
1.2.1 电学性质
1.3 亚波长结构的光学性质
1.3.1 超材料
1.3.2 超表面
1.3.3 光子晶体
1.3.4 表面等离激元
1.4 论文的主要研究内容
参考文献
第二章 样品的制备、处理以及测试
2.1 实验前期准备
2.2 激光直写制备亚波长结构
2.2.1 激光制备亚波长结构的基本流程
2.2.2 高分辨激光直写的方法
2.2.3 激光直写制备微纳图形的原理
2.3 薄膜生长制备亚波长结构
2.3.1 磁控溅射
2.3.2 电子束蒸发沉积
2.3.3 化学气相沉积
2.3.4 分子束外延
2.3.5 脉冲激光沉积
2.4 自组装法制备亚波长结构
2.4.1 纳米球自组装的物理机制
2.5 主要表征手段
2.5.1 扫描电子显微镜
2.5.2 阴极射线致发光
2.5.3 透射电子显微镜
2.5.4 X射线能量分散谱
2.5.5 X射线光电子能谱
2.5.6 原子力显微镜
2.5.7 光致发光
2.5.8 电学测试
参考文献
3N4/SiO2周期性结构对黑磷发光特性的影响">第三章 亚波长Si3N4/SiO2周期性结构对黑磷发光特性的影响
3.1 引言
3.2 亚波长周期性结构对光的调制作用
3.3 黑磷的起源、制备及表征
3.3.1 黑磷的起源
3.3.2 黑磷的制备
3.3.3 黑磷性质的表征
3N4/SIO2周期性结构的制备及其对黑磷发光的影响"> 3.4 亚波长SI3N4/SIO2周期性结构的制备及其对黑磷发光的影响
3.5 本章小结
参考文献
第四章 周期性亚波长硅纳米柱对掺铒氧化镓发光特性影响
4.1 引言
4.2 周期性亚波长硅纳米柱对掺铒氧化镓发光特性影响
4.3 自组装技术制备周期性硅纳米柱
4.4 掺铒氧化镓的制备以及其光学特性的表征
4.4.1 掺铒氧化镓的制备及测试
4.4.2 掺铒氧化镓结构与性质的表征
4.5 周期性亚波长硅纳米柱对掺铒氧化镓发光特性影响
4.6 本章小结
参考文献
第五章 亚波长结构对表面等离激元共振的影响
5.1 引言
5.2 纳米图形的制备
5.2.1 利用相变材料制备亚波长结构的机理
5.2.2 利用相变材料GSBT制备亚波长结构
5.2.3 利用相变材料GST制备亚波长结构
5.3 量子点材料发光材料
5.4 AU亚波长结构对表面等离激元共振的影响
5.4.1 表面等离激元共振的机理
5.4.2 表面等离激元结构及其对InGaAs量子点光致发光的影响
5.5 本章小结
参考文献
第六章 亚十纳米结构电学特性研究
6.1 引言
6.2 亚十纳米结构的制备
6.2.1 金属钛制备纳米结构的机理
6.2.2 超衍射纳米图形的制备及表征
6.3 亚十纳米结构的电学性质
6.3.1 狭缝电极的制备
6.3.2 狭缝电极的电学特性
6.4 本章小结
参考文献
总结与展望
论文总结
展望
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚合物低单光子吸收连续激光直写技术研制亚衍射极限纳米孔阵列（英文）[J]. 范连斌,张琛,李红福,王凯歌,冯晓强,赵伟,王伟超,白晋涛. 稀有金属材料与工程. 2018(01)
[2]激光超衍射加工机理与研究进展[J]. 张心正,夏峰,许京军. 物理学报. 2017(14)
[3]Recent progress on upconversion luminescence enhancement in rare-earth doped transparent glass-ceramics[J]. 邱建备,焦清,周大成,杨正文. Journal of Rare Earths. 2016(04)
[4]Photonic crystal cavities and integrated optical devices[J]. GAN Lin,LI ZhiYuan. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(11)
[5]Si基Ⅳ族异质结构发光器件的研究进展[J]. 何超,张旭,刘智,成步文. 物理学报. 2015(20)
[6]Si基IV族光电器件的研究进展（一）—激光器[J]. 刘智,张旭,何超,黄文奇,薛春来,成步文. 激光与光电子学进展. 2014(11)
[7]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[8]原子力显微镜的几种成像模式简介[J]. 陈注里,李英姿,钱建强,阳睿. 电子显微学报. 2013(02)
[9]硅纳米线光致发光的原理及研究进展[J]. 杨丽娇,王金良,杨成涛,梅丽润. 材料导报. 2012(21)
[10]扫描电子显微镜的结构及对样品的制备[J]. 王醒东,林中山,张立永,夏芳敏,孔梅梅. 广州化工. 2012(19)
博士论文
[1]电镜原位纳米磁结构单体的磁电特性研究[D]. 张军伟.兰州大学 2016
[2]纳米焊料的制备、微/纳表征及纳米焊接应用[D]. 张宏.兰州大学 2016
硕士论文
[1]基于表面等离激元效应的金属纳米结构光学特性的研究[D]. 李婷.北京邮电大学 2011
[2]单分散聚苯乙烯乳胶粒的制备及二维有序胶体晶体的自组装研究[D]. 明三军.武汉理工大学 2005
本文编号：3023800
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 微纳加工的主要方法及研究现状
1.1.1 光刻技术
1.1.2 电子束曝光
1.1.3 聚焦离子束
1.1.4 纳米压印
1.1.5 激光直写
1.1.6 薄膜技术
1.1.7 自组装加工
1.2 亚波长结构的电学性质
1.2.1 电学性质
1.3 亚波长结构的光学性质
1.3.1 超材料
1.3.2 超表面
1.3.3 光子晶体
1.3.4 表面等离激元
1.4 论文的主要研究内容
参考文献
第二章 样品的制备、处理以及测试
2.1 实验前期准备
2.2 激光直写制备亚波长结构
2.2.1 激光制备亚波长结构的基本流程
2.2.2 高分辨激光直写的方法
2.2.3 激光直写制备微纳图形的原理
2.3 薄膜生长制备亚波长结构
2.3.1 磁控溅射
2.3.2 电子束蒸发沉积
2.3.3 化学气相沉积
2.3.4 分子束外延
2.3.5 脉冲激光沉积
2.4 自组装法制备亚波长结构
2.4.1 纳米球自组装的物理机制
2.5 主要表征手段
2.5.1 扫描电子显微镜
2.5.2 阴极射线致发光
2.5.3 透射电子显微镜
2.5.4 X射线能量分散谱
2.5.5 X射线光电子能谱
2.5.6 原子力显微镜
2.5.7 光致发光
2.5.8 电学测试
参考文献
3N4/SiO2周期性结构对黑磷发光特性的影响">第三章 亚波长Si3N4/SiO2周期性结构对黑磷发光特性的影响
3.1 引言
3.2 亚波长周期性结构对光的调制作用
3.3 黑磷的起源、制备及表征
3.3.1 黑磷的起源
3.3.2 黑磷的制备
3.3.3 黑磷性质的表征
3N4/SIO2周期性结构的制备及其对黑磷发光的影响"> 3.4 亚波长SI3N4/SIO2周期性结构的制备及其对黑磷发光的影响
3.5 本章小结
参考文献
第四章 周期性亚波长硅纳米柱对掺铒氧化镓发光特性影响
4.1 引言
4.2 周期性亚波长硅纳米柱对掺铒氧化镓发光特性影响
4.3 自组装技术制备周期性硅纳米柱
4.4 掺铒氧化镓的制备以及其光学特性的表征
4.4.1 掺铒氧化镓的制备及测试
4.4.2 掺铒氧化镓结构与性质的表征
4.5 周期性亚波长硅纳米柱对掺铒氧化镓发光特性影响
4.6 本章小结
参考文献
第五章 亚波长结构对表面等离激元共振的影响
5.1 引言
5.2 纳米图形的制备
5.2.1 利用相变材料制备亚波长结构的机理
5.2.2 利用相变材料GSBT制备亚波长结构
5.2.3 利用相变材料GST制备亚波长结构
5.3 量子点材料发光材料
5.4 AU亚波长结构对表面等离激元共振的影响
5.4.1 表面等离激元共振的机理
5.4.2 表面等离激元结构及其对InGaAs量子点光致发光的影响
5.5 本章小结
参考文献
第六章 亚十纳米结构电学特性研究
6.1 引言
6.2 亚十纳米结构的制备
6.2.1 金属钛制备纳米结构的机理
6.2.2 超衍射纳米图形的制备及表征
6.3 亚十纳米结构的电学性质
6.3.1 狭缝电极的制备
6.3.2 狭缝电极的电学特性
6.4 本章小结
参考文献
总结与展望
论文总结
展望
在学期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚合物低单光子吸收连续激光直写技术研制亚衍射极限纳米孔阵列（英文）[J]. 范连斌,张琛,李红福,王凯歌,冯晓强,赵伟,王伟超,白晋涛. 稀有金属材料与工程. 2018(01)
[2]激光超衍射加工机理与研究进展[J]. 张心正,夏峰,许京军. 物理学报. 2017(14)
[3]Recent progress on upconversion luminescence enhancement in rare-earth doped transparent glass-ceramics[J]. 邱建备,焦清,周大成,杨正文. Journal of Rare Earths. 2016(04)
[4]Photonic crystal cavities and integrated optical devices[J]. GAN Lin,LI ZhiYuan. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(11)
[5]Si基Ⅳ族异质结构发光器件的研究进展[J]. 何超,张旭,刘智,成步文. 物理学报. 2015(20)
[6]Si基IV族光电器件的研究进展（一）—激光器[J]. 刘智,张旭,何超,黄文奇,薛春来,成步文. 激光与光电子学进展. 2014(11)
[7]磁控溅射镀膜的原理与故障分析[J]. 郝晓亮. 电子工业专用设备. 2013(06)
[8]原子力显微镜的几种成像模式简介[J]. 陈注里,李英姿,钱建强,阳睿. 电子显微学报. 2013(02)
[9]硅纳米线光致发光的原理及研究进展[J]. 杨丽娇,王金良,杨成涛,梅丽润. 材料导报. 2012(21)
[10]扫描电子显微镜的结构及对样品的制备[J]. 王醒东,林中山,张立永,夏芳敏,孔梅梅. 广州化工. 2012(19)
博士论文
[1]电镜原位纳米磁结构单体的磁电特性研究[D]. 张军伟.兰州大学 2016
[2]纳米焊料的制备、微/纳表征及纳米焊接应用[D]. 张宏.兰州大学 2016
硕士论文
[1]基于表面等离激元效应的金属纳米结构光学特性的研究[D]. 李婷.北京邮电大学 2011
[2]单分散聚苯乙烯乳胶粒的制备及二维有序胶体晶体的自组装研究[D]. 明三军.武汉理工大学 2005
本文编号：3023800
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