含耦合量子阱应变可调微管的研究
发布时间：2021-07-17 15:59
近年来,微纳结构由于其独特的物理性质成为了当前的研究热点并被广泛的应用于光学,传感,微驱动,能量存储等领域。常见的微纳结构有以下几种:管状结构,褶皱状结构,链状结构,环状结构等。制备这些微纳结构的方法多种多样,其中以卷曲纳米技术为主的制备方法被广泛应用,它结合了自上而下方法和自下而上方法进行纳米薄膜生长和薄膜刻蚀,进而将具有内应力的纳米薄膜从衬底上剥离,制备出形状可控的三维微纳结构。由于内应力的作用,微纳结构的物理性能将发生改变,因此本文利用卷曲纳米技术制备含耦合量子阱的三维微管,以卷曲微管为对象,通过理论和实验的方法研究体系内应力之间的关系以及应变对其他性能的影响等,具体包括:1.理论部分,通过对传统纳米薄膜材料,结构,卷曲方向的研究,理解含耦合量子阱纳米薄膜的制备机理;通过材料生长及样品制备方法的研究,了解制备纳米薄膜的基本流程;掌握了这些概念后,通过线性应变理论和电子能带理论分析体系内的应变释放和电子跃迁情况。2.通过实验,将设计好的薄膜制备成微管,主要利用传统光刻和化学湿法刻蚀工艺对薄膜进图形化处理,并选择性的腐蚀牺牲层,从而使薄膜卷曲成微管。将制备好的微管用光致发光谱进行测试...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ReSe2材料系统起皱后的局部应变情况图图(a)(b)为形如波纹的几何图形，图(c)(d)为[23]
光学能隙的改变，提出在导带和价带上释放双轴应变和单轴应变，发现小了，能量都发生了红移，因此只要系统内应变释放，不论何种应变都统最终的性能，产生这种改变的原因是由于敏感于晶体内邻近原子轨道的费米能级的变化，而原子轨道的相互作用随着应变的改变而改变。然变的作用，材料内带隙的变化使得声子的色散也发生了改变，使其在拉发生了分裂，从而改变了系统内磁学和电学特性。因此对于 ReSe2材料变作用的时候，会使得材料的电子结构，声子色散，自旋极化发生变响最终材料的光学，振动和磁学性能。.2 应变对铰链状黑磷热电特性的影响黑磷(Black Phosphorus，简称 BP)[24]的晶格是由双原子层组成的，每由曲折的磷原子共价键连接而成，从而形成了一个类似于石墨烯状的六，BP 的结构如图 1-2(a)所示。由于体系内褶皱能量很大，因此沿着坐的磷原子就形成了铰链状，其内具有很明显的各项异性。
不同的微管；由于有五个周期的刚性层，因此可以制备出六种不同管径的纳米微管)。利用光学显微镜可以研究出样品的形态和几何特性，而用 442nm 的 HeCd激光器可以在室温下测试出样品的光学特性，如图 1-3(a)右下角所示，简单的过程就是：激光在 50X 的目镜下进行聚焦后打在大小为 2 m 的样品微小区域上，通过吸收激发能量后，样品打出光子，能量经过滤波器后被 CCD 收集。通过将二维纳米薄膜和三维卷曲微管的 PL 谱进行对比后发现，能量发生了红移，二维纳米薄膜经过卷曲后能量变小，解释为：系统内应力作用在量子阱上改变了量子阱的带隙。而通过对刚性层的移除后发现，几何形状相同的微管在不同的管径下能量也不尽相同。通过理论和实验相结合后发现，如图 1-3(b)所示：图中蓝色实线和红色实线是理论计算经描点后所得，蓝色空心圆圈为单轴应变释放下的跃迁能量，红色实心圆圈为双轴应变释放下的跃迁能量。黑色实线为实验中用 10%的 HF 酸腐蚀牺牲层后测量到的跃迁能量。从图中我们可以看出，前两个样品的实验结果表现为系统内应力为单轴应变释放，而后面四个样品的实验结果表现为系统内应力为双轴应变释放。
本文编号：3288490
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ReSe2材料系统起皱后的局部应变情况图图(a)(b)为形如波纹的几何图形，图(c)(d)为[23]
光学能隙的改变，提出在导带和价带上释放双轴应变和单轴应变，发现小了，能量都发生了红移，因此只要系统内应变释放，不论何种应变都统最终的性能，产生这种改变的原因是由于敏感于晶体内邻近原子轨道的费米能级的变化，而原子轨道的相互作用随着应变的改变而改变。然变的作用，材料内带隙的变化使得声子的色散也发生了改变，使其在拉发生了分裂，从而改变了系统内磁学和电学特性。因此对于 ReSe2材料变作用的时候，会使得材料的电子结构，声子色散，自旋极化发生变响最终材料的光学，振动和磁学性能。.2 应变对铰链状黑磷热电特性的影响黑磷(Black Phosphorus，简称 BP)[24]的晶格是由双原子层组成的，每由曲折的磷原子共价键连接而成，从而形成了一个类似于石墨烯状的六，BP 的结构如图 1-2(a)所示。由于体系内褶皱能量很大，因此沿着坐的磷原子就形成了铰链状，其内具有很明显的各项异性。
不同的微管；由于有五个周期的刚性层，因此可以制备出六种不同管径的纳米微管)。利用光学显微镜可以研究出样品的形态和几何特性，而用 442nm 的 HeCd激光器可以在室温下测试出样品的光学特性，如图 1-3(a)右下角所示，简单的过程就是：激光在 50X 的目镜下进行聚焦后打在大小为 2 m 的样品微小区域上，通过吸收激发能量后，样品打出光子，能量经过滤波器后被 CCD 收集。通过将二维纳米薄膜和三维卷曲微管的 PL 谱进行对比后发现，能量发生了红移，二维纳米薄膜经过卷曲后能量变小，解释为：系统内应力作用在量子阱上改变了量子阱的带隙。而通过对刚性层的移除后发现，几何形状相同的微管在不同的管径下能量也不尽相同。通过理论和实验相结合后发现，如图 1-3(b)所示：图中蓝色实线和红色实线是理论计算经描点后所得，蓝色空心圆圈为单轴应变释放下的跃迁能量，红色实心圆圈为双轴应变释放下的跃迁能量。黑色实线为实验中用 10%的 HF 酸腐蚀牺牲层后测量到的跃迁能量。从图中我们可以看出，前两个样品的实验结果表现为系统内应力为单轴应变释放，而后面四个样品的实验结果表现为系统内应力为双轴应变释放。
本文编号：3288490
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