应力调控下的Ⅱ-Ⅵ族微纳材料光学特性研究

发布时间：2024-07-06 09:54

　　各种半导体光学微腔中腔模和激子之间的强耦合效应在很多领域已经得到了广泛的研究。而作为典型的宽禁带直接带隙材料,II-VI族半导体材料具有特定的形态,且具有非常大的激子束缚能和强的激子振子强度,为研究光-物质耦合提供了有利的平台。除此之外,还发现纳米结构材料对耦合效应的调节方式极其有限,很大程度上阻碍了该研究领域的进展,但在实际应用中非常需要实现动态可控性,随之提出“应变工程”,该方法设备需求较低,调节带隙区域大,促进了应用方面的前景。在这项工作中,将以ZnO微纳材料为实验样本,通过具有亚微米级空间分辨的光谱技术方法,对应力调控下ZnO微米线中腔极化激元的色散、功率依赖及激射等进行了实验表征,其主要研究了以下几个内容:一.提出了应变工程下动态地调制ZnO回音壁微腔中的激子极化激元。采用自制的应变装置,近似单轴应力被精确地施加到单个ZnO微米线,并因此沿微米线的c轴方向引起内部应变,这种方法操作简单精确,稳定性较强。利用微区角分辨光致发光光谱,清楚地表征了腔极化激元模式的动态调谐。从实验结果清晰地看出ZnO微米线中腔模与激子的耦合作用会引起反交叉行为,并借助于耦合振子模型,其具有与应变相关...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1常见的微腔结构示意图

法布里—波罗（F-P）微腔中利用反射光谱，观测到了激子极化激元的反交叉行为，实现了量子阱激子与微腔之间的强耦合效应[12]。随后，HoudréR等人利用角分辨光致发光光谱实验测试了微腔中激子极化激元的色散曲线，这将为探究腔激子极化激元开辟了新思路[13]。随着半导体微纳技术在研究....

图1-2ZnO四角晶须结构及空间分布荧光mapping图

第一章绪论上海师范大学硕士学位论文2限制，影响了激子极化激元的耦合效率。直到1992年，人们巧妙地将平板共振腔和激子极化激元相结合，引领了微腔极化激元研究的新方向[12]。比如，2006年，J.Kasprzak等人报道了基于CdTe微腔中激子极化激元的凝聚并发表在Nature期刊....

图1-3不同纳米材料的不同施加应力装置

上海师范大学硕士学位论文第一章绪论3作用下的电子输运性质也相继被报道，证实了应力对纳米材料的能隙具有调制作用，这对新型柔性光电子器件的发展有重要意义。在2016年，王中林教授课题组利用氧化锌纳米线的压电效应，首次实现了纳米尺度机械能转为电能的纳米发动机[22]，该项研究使纳米技术....

图2-1(a)和(b)分别为Wannier激子和Frenkel激子示意图，a为晶格常数，a*为激子半径[27]

第二章微腔结构中的激子极化激元上海师范大学硕士学位论文6第二章微腔结构中的激子极化激元2.1激子根据能带理论，可将能带分为价带和导带，且不同材料在各能带中具有不同的电子填充状态。对于半导体材料来说，一个电子通过外界作用从价带激发到导带，导致价带空出一个带正电的空穴，而导带多出一个....

本文编号：4002423