氧化锌/石墨烯复合回音壁模微腔受激辐射研究

发布时间：2022-01-07 07:05

　　氧化锌（ZnO）是一种直接带隙、宽禁带半导体材料,其禁带宽度约为3.37 eV、室温下激子束缚能高达60 meV,这使得ZnO成为短波长光电功能材料与器件的重要候选者。近年来,关于ZnO紫外激光的研究揭示了回音壁模（whispering gallery mode, WGM）激光高品质因子和低阈值的特点,引起了科学界的广泛关注。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WGM激光,但是随着腔体尺寸的减小,其光学损耗也是不可避免的。因此,如何减小微腔的光学损耗,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。大量研究表明金属表面等离子体能显著增强半导体材料的光学性能,然而金属表面等离子体的不易调控及较大的欧姆损耗严重限制了它的应用。石墨烯,作为材料领域的一颗新星,以其独特的物理、化学及光学性能引起了人们的广泛关注。石墨烯类金属的特点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。目前关于石墨烯表面等离子体的研究大多集中于太赫兹领域,其在紫外的响应研究较少。极少的关于石墨烯紫外响应及其增强Zn... 

【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】：106 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 ZnO相关性质概述与研究背景介绍
    1.2 ZnO晶体结构特征和ZnO微纳米结构的制备方法
        1.2.1 ZnO晶体结构特征
        1.2.2 ZnO微纳米结构的典型制备方法
    1.3 ZnO能带结构和发光机理
        1.3.1 ZnO的能带结构
        1.3.2 ZnO的光学性质
    1.4 光泵浦ZnO微纳米结构中的紫外激光
        1.4.1 ZnO随机激光
        1.4.2 ZnO F-P激光
        1.4.3 ZnO WGM激光
    1.6 石墨烯的研究背景和相关性质简介
    1.7 石墨烯表面等离子体
        1.7.1 金属表面等离子体简介
        1.7.2 金属表面等离子体增强ZnO发光研究
        1.7.3 石墨烯表面等离子体及其增强ZnO发光研究现状
    1.8 论文的选题依据与研究内容
第二章 ZnO微纳米结构及石墨烯材料的制备与表征
    2.1 ZnO微米棒的制备及表征
    2.2 ZnO微米带的制备及表征
    2.3 石墨烯的制备
    2.4 石墨烯的转移
    2.5 石墨烯材料的表征
    2.6 实验设备及方法
    本章小结
第三章 石墨烯增强ZnO WGM激光研究
    3.1 ZnO微米棒及石墨烯/ZnO复合微腔的制备
    3.2 石墨烯对ZnO光场分布影响的理论研究
    3.3 石墨烯对ZnO WGM激光影响的实验研究
    本章小结
第四章 石墨烯/ZnO复合微腔中等离子体耦合的F-P激光增强研究
    4.1 ZnO F-P微腔及石墨烯/ZnO复合微腔的制备
    4.2 石墨烯表面等离子体与ZnO光场耦合的理论研究
    4.3 石墨烯增强ZnO F-P激光的实验研究
    本章小结
第五章 亚微米尺寸ZnO微米棒中单模WGM激光的实现与增强研究
    5.1 ZnO微腔及石墨烯/ZnO复合微腔的制备
    5.2 实验过程、结果及讨论
    本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
读博期间发表论文及其他学术成果
致谢



本文编号：3574071