n型掺杂半导体材料的表面等离激元性能及相关应用研究
发布时间：2021-11-25 09:33
表面等离激元（Surface Plasmon,SP）是一种发生在金属-介质表面的电子振荡,能够沿着界面传播的电磁波模式被称为表面极化等离激元（Surface Plasmonic Polaritons,SPP）,而被局域在材料微结构附近的非传播模被称为局域表面等离激元（Localized Surface Plasmons,LSP）。由于SPP和LSP可以将电磁场强烈局域在亚波长范围,被广泛用于突破衍射极限的电磁场聚焦和电磁场增强等方面的研究。在红外波段,传统表面等离子体材料贵金属,具有等离子波长固定、辐射损耗过大、与硅CMOS工艺难以兼容等缺点。本文提出了两种n型掺杂半导体,为等离子频率分别位于近红外的透明导电氧化物（Transparent Conductive Oxides,TCOs）和位于中红外的锑重掺杂Ⅳ族半导体锗（Antimony doped Germanium）。作为新型表面等离子体材料,这些n型掺杂半导体能够克服传统贵金属的一些缺点,在表面等离激元性能的可调谐性、损耗的可控性以及器件尺寸紧凑性等方面有着独特的优势。基于材料的表面等离激元性能的应用,本文重点研究了透明导电氧化物...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１电磁波沿金属－介质界面传播示意图
?＾???，＾?ｚ??图１．２静电场附近球形粒子的示意图??这里我们就需要解一个简单的拉普拉斯方程：??Ｖ２０?＝?０?（１．１３）??其中中为电势，它的解为［２１］??＾（＾０）?＝Ｉ：＾０［Ｊ４，ｒＩ?＋６＾－（！＋１）］＾（＾０）?（１．１４）??其中Ｐ＜ｃｏｓ６〇是／阶勒让德多项式，６＞是位置向量Ｆ和ｚ轴的夹角。球体内外的电势??必须有限且连续，其球体内部电势记为〇＆，外部电势记为〇ｅｕｔ，可以写作??＾ｍＣｒ．Ｑ）?＝?Ｉ．Ｔ＝ｏＡｉｒｌｐｉｉｃｏｓ９）?（１．１５ａ）??〇〇ｕｔ（ｒ，９）?＝?Ｙ．ｒ＝〇［Ｂｉｒｌ?＋?Ｑｒ－＾Ｐ＾ｃｏｓｄ）?（１．１５ｂ）??其中Ｊ／，５／，Ｇ都是常数。外部场需要在ｒ４〇〇的时候满足—仏云二一Ｅｏｒｃｏｓ０，??则可以推出心二一仏。且对于其它的／均有Ｂ，?＝?０。在ｒ?＝?＜２处，该解需满足连续条件，??即要求??＝?（１１６ａ）??－Ａ＾｜ｒ＝？?＝＿￥〇＾ｆｌｒ?印?ｄ．ｌ６ｂ）??这就说明对于丨式１的所有沁和Ｃ／而言，都有冯＝Ｃ｜?＝?０。这时只需要考虑山和??Ｇ，解得：??Ｏｉｎ?＝?－＾＾Ｅ０ｒｃｏｓ６?（１．１７ａ）??＾〇ｕｔ?＝?－Ｅ０ｒｃｏｓ６?＋?ｊ＾ｆ－ａ?Ｅ０ａ３?＾?（１．１７ｂ）??＾ｏｕｔ可以被认为是夕卜加电场和偶极矩（Ｄｉｐｏｌｅ?Ｍｏｍｅｎｔ）产生电场的叠加。这里我们引??入偶极矩艮则有??＾〇ｕｔ?＝?－Ｅ〇ｒｃｏｓＢ?＋?４７ｒ＾ｒ３?（?１．１８ａ?）??５??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]传统光学光刻的极限及下一代光刻技术[J]. 蒋文波,胡松. 微纳电子技术. 2008(06)
[2]几种单双糖及其部分固态金属糖络合物的远红外光谱研究[J]. 杨丽敏,翁诗甫,杨鲁勤,吴瑾光. 光谱学与光谱分析. 2000(02)
博士论文
[1]透明导电氧化物ITO薄膜与ITO/Au复合结构的制备及光电特性研究[D]. 方旭.浙江大学 2016
[2]锗硅低维量子结构制备研究[D]. 张磊.浙江大学 2011
本文编号：3517869
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１电磁波沿金属－介质界面传播示意图
?＾???，＾?ｚ??图１．２静电场附近球形粒子的示意图??这里我们就需要解一个简单的拉普拉斯方程：??Ｖ２０?＝?０?（１．１３）??其中中为电势，它的解为［２１］??＾（＾０）?＝Ｉ：＾０［Ｊ４，ｒＩ?＋６＾－（！＋１）］＾（＾０）?（１．１４）??其中Ｐ＜ｃｏｓ６〇是／阶勒让德多项式，６＞是位置向量Ｆ和ｚ轴的夹角。球体内外的电势??必须有限且连续，其球体内部电势记为〇＆，外部电势记为〇ｅｕｔ，可以写作??＾ｍＣｒ．Ｑ）?＝?Ｉ．Ｔ＝ｏＡｉｒｌｐｉｉｃｏｓ９）?（１．１５ａ）??〇〇ｕｔ（ｒ，９）?＝?Ｙ．ｒ＝〇［Ｂｉｒｌ?＋?Ｑｒ－＾Ｐ＾ｃｏｓｄ）?（１．１５ｂ）??其中Ｊ／，５／，Ｇ都是常数。外部场需要在ｒ４〇〇的时候满足—仏云二一Ｅｏｒｃｏｓ０，??则可以推出心二一仏。且对于其它的／均有Ｂ，?＝?０。在ｒ?＝?＜２处，该解需满足连续条件，??即要求??＝?（１１６ａ）??－Ａ＾｜ｒ＝？?＝＿￥〇＾ｆｌｒ?印?ｄ．ｌ６ｂ）??这就说明对于丨式１的所有沁和Ｃ／而言，都有冯＝Ｃ｜?＝?０。这时只需要考虑山和??Ｇ，解得：??Ｏｉｎ?＝?－＾＾Ｅ０ｒｃｏｓ６?（１．１７ａ）??＾〇ｕｔ?＝?－Ｅ０ｒｃｏｓ６?＋?ｊ＾ｆ－ａ?Ｅ０ａ３?＾?（１．１７ｂ）??＾ｏｕｔ可以被认为是夕卜加电场和偶极矩（Ｄｉｐｏｌｅ?Ｍｏｍｅｎｔ）产生电场的叠加。这里我们引??入偶极矩艮则有??＾〇ｕｔ?＝?－Ｅ〇ｒｃｏｓＢ?＋?４７ｒ＾ｒ３?（?１．１８ａ?）??５??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]传统光学光刻的极限及下一代光刻技术[J]. 蒋文波,胡松. 微纳电子技术. 2008(06)
[2]几种单双糖及其部分固态金属糖络合物的远红外光谱研究[J]. 杨丽敏,翁诗甫,杨鲁勤,吴瑾光. 光谱学与光谱分析. 2000(02)
博士论文
[1]透明导电氧化物ITO薄膜与ITO/Au复合结构的制备及光电特性研究[D]. 方旭.浙江大学 2016
[2]锗硅低维量子结构制备研究[D]. 张磊.浙江大学 2011
本文编号：3517869
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