金属表面等离子体增强GaAs发光特性研究

发布时间：2017-08-13 14:10

  本文关键词：金属表面等离子体增强GaAs发光特性研究

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【摘要】：基于表面等离子体共振的纳米体系的研究已成为国际上热点研究领域之一。研究表明金属表面等离激元可以极大地增强纳米材料的发光性能,掌握金属表面等离激元与半导体材料之间的相互作用具有重要意义。本文研究了金纳米结构的局域表面等离子体共振效应(LSPR)增强GaAs发光的机理。采用有限时域差分法(FDTD)模拟了不同金纳米结构的消光光谱和局域电场分布,得到:当金纳米结构的局域表面等离子体共振峰和入射波长匹配时,金纳米结构的局域电场强度提高了2-3个数量级。分别采用物理和化学法在GaAs衬底上制备金纳米结构,测试样品的吸收和发光光谱。当金纳米结构的局域表面等离子体共振峰和入射波长匹配时,GaAs的发光性能得到增强。本论文揭示了金纳米结构局域表面等离激元与GaAs发光增强之间的紧密联系。
【关键词】：砷化镓 金纳米结构 表面等离子体共振 时域有限差分法
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN304.23
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 表面等离子体的简介8-10
• 1.2 表面等离子体耦合增强光致发光的研究进展10-15
• 1.3 本论文的研究背景及意义15-17
• 1.4 本论文的主要工作17-18
• 第二章 时域有限差分法和FDTD计算模型的构建18-24
• 2.1 有限时域差分法的物理前提18-22
• 2.2 有限时域差分法的优点22-23
• 2.3 FDTD模拟结构的建立23
• 2.3.1 模拟结构的材料选择23
• 2.3.2 模拟结构的建立23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 金颗粒阵列LSPR理论模拟24-35
• 3.1 金圆盘阵列的LSPR特性的仿真模拟24-29
• 3.1.1 金圆盘的半径变化对其LSPR共振波长的影响25-26
• 3.1.2 金圆盘的高度变化对其LSPR共振波长的影响26-27
• 3.1.3 金圆盘阵列周期变化对其LSPR共振波长的影响27
• 3.1.4 激发光的偏振方向对金圆盘阵列近场分布的影响27-28
• 3.1.5 金圆盘阵列近场增强随激发波长的变化规律28-29
• 3.2 其他形状金纳米颗粒阵列的LSPR仿真模拟29-34
• 3.2.1 金矩形颗粒阵列近场增强随激发波长的变化规律30-31
• 3.2.2 金正三棱柱颗粒阵列近场增强随激发波长的变化规律31-32
• 3.2.3 金天线状颗粒阵列近场增强随激发波长的变化规律32-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第四章 金纳米结构的制备及LSPR特性研究35-44
• 4.1 密集金纳米颗粒的制备及光学测试分析35-37
• 4.2 金颗粒的物理方法制备及光学测试分析37-40
• 4.2.1 生长时间对蒸金颗粒形貌的影响37-38
• 4.2.2 光学测试表征38-40
• 4.3 化学方法制备金溶胶及光学测试分析40-43
• 4.3.1 化学方法制备金溶胶40-41
• 4.3.2 光学测试表征41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 结论44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-49
• 硕士期间发表论文49

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本文编号：667671