Au表面等离激元增强ZnO微米碟紫外发光研究
发布时间：2021-01-29 08:16
利用简单气相传输法制备ZnO微米碟,通过在其表面溅射一层Au纳米粒子,构建Au与ZnO的复合结构,详细探讨ZnO微米碟的紫外发光增强性能及Au表面等离激元与ZnO激子的耦合过程和耦合机制.研究结果表明,溅射Au纳米颗粒使室温下生长的ZnO微米碟的紫外发光增强了近10倍;Au与ZnO的复合结构中存在ZnO近带边发光增强和缺陷发光被抑制的2个物理过程;在Au与ZnO的耦合过程中,能量耦合与电子转移共同存在.
【文章来源】：湖南城市学院学报(自然科学版). 2020,29(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
微区光谱测量
图1 微区光谱测量室温下ZnO微米碟溅射不同时间的Au NPs前后的光致发光PL谱如图3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL谱由一个较弱的、来源于半导体近带边自由激子辐射的发光峰(396.48 nm处)和一个较强的、与半导体缺陷态跃迁有关的发光峰(505.61 nm处)组成﹒
室温下ZnO微米碟溅射不同时间的Au NPs前后的光致发光PL谱如图3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL谱由一个较弱的、来源于半导体近带边自由激子辐射的发光峰(396.48 nm处)和一个较强的、与半导体缺陷态跃迁有关的发光峰(505.61 nm处)组成﹒从图3中可以看出，在ZnO微米碟中缺陷态发光占主要部分，导致ZnO近带边发光效率并不高﹒通过溅射不同时间的Au NPs来加强ZnO微米碟的近带边发光，不仅可以明显提高其近带边发光，还可抑制其缺陷发光﹒在同等条件下激发时，由于溅射的时间不同，其近带边发光比缺陷发光的强度变化更明显﹒对于溅射15 s Au NPs的样品，在387.39 nm处的近带边发光强度略有提高，而缺陷发光强度则显著下降﹒从图3(a)中可看出，随着溅射Au NPs时间的增加，近带边发光在强度上有明显增加，同时，其缺陷发光也在减小，最后几乎平行于水平线﹒对于溅射45 s的样品，386.61 nm处的近带边发光强度要高于缺陷发光强度；对于溅射90 s的样品，近带边发光在385.29 nm处的强度最大，而缺陷发光几乎消失﹒不难发现，溅射90 s的样品相比于纯ZnO其近带边发光提高了近10倍﹒图3(b)所示的归一化PL谱进一步对比了引入Au NPs后Zn O的光谱变化﹒当溅射105 s时，近带边发光强度则开始下降，与溅射90 s的样品相比，其峰位则横移到385.50 nm处，但与纯Zn O比较，仍表现出较强的近带边紫外发光﹒综上，当延长溅射Au NPs的时间时，ZnO微米碟的近带边发光在强度上是逐步提高的，并存在一个最大增强值，然后再缓慢下降，与此同时，其缺陷发光则保持持续下降直至几乎平行于水平线﹒
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis and surface plasmon resonance of Au–ZnO Janus nanostructures[J]. 周俊,张建烁,冼国裕,齐琦,顾尚志,申承民,成昭华,何声太,杨海涛. Chinese Physics B. 2019(08)
[2]Al纳米颗粒表面等离激元对ZnO光致发光增强的研究[J]. 刘姿,张恒,吴昊,刘昌. 物理学报. 2019(10)
博士论文
[1]表面等离激元增强ZnO复合结构光学性能研究[D]. 祝秋香.东南大学 2018
[2]金属表面等离激元增强的ZnO紫外光电性能与器件研究[D]. 卢俊峰.东南大学 2016
本文编号：3006575
【文章来源】：湖南城市学院学报(自然科学版). 2020,29(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
微区光谱测量
图1 微区光谱测量室温下ZnO微米碟溅射不同时间的Au NPs前后的光致发光PL谱如图3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL谱由一个较弱的、来源于半导体近带边自由激子辐射的发光峰(396.48 nm处)和一个较强的、与半导体缺陷态跃迁有关的发光峰(505.61 nm处)组成﹒
室温下ZnO微米碟溅射不同时间的Au NPs前后的光致发光PL谱如图3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL谱由一个较弱的、来源于半导体近带边自由激子辐射的发光峰(396.48 nm处)和一个较强的、与半导体缺陷态跃迁有关的发光峰(505.61 nm处)组成﹒从图3中可以看出，在ZnO微米碟中缺陷态发光占主要部分，导致ZnO近带边发光效率并不高﹒通过溅射不同时间的Au NPs来加强ZnO微米碟的近带边发光，不仅可以明显提高其近带边发光，还可抑制其缺陷发光﹒在同等条件下激发时，由于溅射的时间不同，其近带边发光比缺陷发光的强度变化更明显﹒对于溅射15 s Au NPs的样品，在387.39 nm处的近带边发光强度略有提高，而缺陷发光强度则显著下降﹒从图3(a)中可看出，随着溅射Au NPs时间的增加，近带边发光在强度上有明显增加，同时，其缺陷发光也在减小，最后几乎平行于水平线﹒对于溅射45 s的样品，386.61 nm处的近带边发光强度要高于缺陷发光强度；对于溅射90 s的样品，近带边发光在385.29 nm处的强度最大，而缺陷发光几乎消失﹒不难发现，溅射90 s的样品相比于纯ZnO其近带边发光提高了近10倍﹒图3(b)所示的归一化PL谱进一步对比了引入Au NPs后Zn O的光谱变化﹒当溅射105 s时，近带边发光强度则开始下降，与溅射90 s的样品相比，其峰位则横移到385.50 nm处，但与纯Zn O比较，仍表现出较强的近带边紫外发光﹒综上，当延长溅射Au NPs的时间时，ZnO微米碟的近带边发光在强度上是逐步提高的，并存在一个最大增强值，然后再缓慢下降，与此同时，其缺陷发光则保持持续下降直至几乎平行于水平线﹒
【参考文献】：
期刊论文
[1]Synthesis and surface plasmon resonance of Au–ZnO Janus nanostructures[J]. 周俊,张建烁,冼国裕,齐琦,顾尚志,申承民,成昭华,何声太,杨海涛. Chinese Physics B. 2019(08)
[2]Al纳米颗粒表面等离激元对ZnO光致发光增强的研究[J]. 刘姿,张恒,吴昊,刘昌. 物理学报. 2019(10)
博士论文
[1]表面等离激元增强ZnO复合结构光学性能研究[D]. 祝秋香.东南大学 2018
[2]金属表面等离激元增强的ZnO紫外光电性能与器件研究[D]. 卢俊峰.东南大学 2016
本文编号：3006575
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