本文關(guān)鍵詞：局域表面等離激元增強(qiáng)ZnO薄膜發(fā)光及MSM器件光電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬納米顆粒獨(dú)特的局域表面等離激元共振特性，在生物醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、光電器件方面具有良好的應(yīng)用前景，成為近年來人們研究的熱點(diǎn)。雖然局域表面等離激元共振增強(qiáng)作用研究取得了一系列進(jìn)展，但是在工藝簡(jiǎn)單、效率高、形貌可控及實(shí)際應(yīng)用方面還存在很大的挑戰(zhàn)。本文主要研究了利用磁控濺射法制備Au納米顆粒，以及熱退火對(duì)Au納米顆粒表面形貌、尺寸和局域表面等離激元共振特性的影響，進(jìn)而將其應(yīng)用于增強(qiáng)ZnO薄膜光致藍(lán)光發(fā)光、改善ZnO基紫外光電探測(cè)器的性能。本論文主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下： 1.采用磁控濺射法制備Au納米顆粒，研究了熱退火、濺射時(shí)間、襯底材料對(duì)形成Au納米顆粒的影響。隨著退火溫度的增加，Au薄膜由蠕蟲狀結(jié)構(gòu)變成規(guī)則的顆粒，顆粒尺寸分布變均勻，間距變大；退火時(shí)間越長(zhǎng)，，納米顆粒平均尺寸越大。對(duì)于不同濺射時(shí)間Au薄膜，經(jīng)過熱退火處理，濺射時(shí)間越長(zhǎng)的薄膜形成的納米顆粒尺寸、間距越大。另外不同的襯底也會(huì)影響Au納米顆粒的表面形貌和尺寸。通過改變這些條件實(shí)現(xiàn)了Au納米顆粒局域表面等離激元共振特性的調(diào)控。 2.研究了磁控濺射法制備的ZnO薄膜的基本性質(zhì)，計(jì)算得到ZnO的禁帶寬度為3.27eV。ZnO薄膜在400-500nm存在缺陷發(fā)光，進(jìn)而探索了Au納米顆粒局域表面等離激元共振對(duì)ZnO薄膜缺陷發(fā)光的影響。結(jié)果表明，濺射時(shí)間60s的Au NPs/ZnO復(fù)合薄膜的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度比單純的ZnO薄膜的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)了6倍。 3.分析了Au納米顆粒局域表面等離激元共振對(duì)ZnO基MSM紫外光電探測(cè)器性能的影響。結(jié)果表明，Au納米顆粒的局域表面等離激元共振明顯改善了ZnO基紫外光電探測(cè)器的性能，光電流最大增加了2.2倍，響應(yīng)時(shí)間變短。
【關(guān)鍵詞】：局域表面等離激元共振 Au納米顆粒 ZnO薄膜 發(fā)光增強(qiáng) 光電探測(cè)器
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 表面等離激元的基本特性10-13
• 1.1.1 表面等離激元的色散關(guān)系及激發(fā)方式10-12
• 1.1.2 表面等離激元的特征長(zhǎng)度12-13
• 1.2 局域表面等離激元共振（LSPR）13-16
• 1.2.1 金屬納米顆粒的局域表面等離激元共振13-14
• 1.2.2 局域表面等離激元共振頻率14
• 1.2.3 影響局域表面等離激元共振的因素14-16
• 1.3 局域表面等離激元共振的若干應(yīng)用16-20
• 1.3.1 太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用16-18
• 1.3.2 表面增強(qiáng)熒光18-19
• 1.3.3 表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）19-20
• 1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及目的20-22
• 參考文獻(xiàn)22-27
• 第二章 樣品的制備、表征及測(cè)試27-35
• 2.1 樣品的制備27-29
• 2.1.1 所需儀器及原材料27
• 2.1.2 襯底的清洗27-28
• 2.1.3 磁控濺射制備薄膜28-29
• 2.1.4 管式爐退火29
• 2.2 樣品的表征29-33
• 2.2.1 原子力顯微鏡(AFM)29-30
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡（SEM）30
• 2.2.3 X 射線衍射儀（XRD）30-32
• 2.2.4 紫外-可見吸收光譜（UV-Vis Abs）32
• 2.2.5 光致發(fā)光光譜（PL）32-33
• 2.3 樣品的光電性能測(cè)試33-34
• 參考文獻(xiàn)34-35
• 第三章 Au 納米顆粒的制備及 LSPR 特性研究35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 制備參數(shù)35-36
• 3.3 Au 薄膜的厚度及晶體結(jié)構(gòu)分析36-37
• 3.4 退火對(duì) Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 特性的影響37-42
• 3.4.1 退火溫度對(duì) Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 的影響37-39
• 3.4.2 退火時(shí)間對(duì) Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 的影響39-42
• 3.5 濺射時(shí)間對(duì) Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 特性的影響42-44
• 3.6 襯底對(duì) Au 納米顆粒表面形貌的影響44-45
• 3.7 本章小結(jié)45-46
• 參考文獻(xiàn)46-47
• 第四章 Au NPs/ZnO 復(fù)合薄膜光學(xué)性能的研究47-59
• 4.1 引言47-49
• 4.1.1 ZnO 的基本性質(zhì)47
• 4.1.2 ZnO 薄膜的制備方法47-48
• 4.1.3 ZnO 薄膜的用途48-49
• 4.2 磁控濺射制備 ZnO 薄膜49-52
• 4.2.1 樣品制備49
• 4.2.2 薄膜的表面形貌和晶體結(jié)構(gòu)分析49-50
• 4.2.3 ZnO 薄膜的光學(xué)性質(zhì)50-52
• 4.3 Au NPs/ZnO 復(fù)合薄膜的制備及表征52-55
• 4.3.1 樣品的制備52
• 4.3.2 薄膜表面形貌及晶體結(jié)構(gòu)分析52-53
• 4.3.3 Au NPs/ZnO 復(fù)合薄膜的光學(xué)性質(zhì)53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 第五章 Au NPs/ZnO 復(fù)合薄膜紫外光電探測(cè)器的研究59-68
• 5.1 引言59
• 5.2 光電探測(cè)器原理及相關(guān)參數(shù)59-61
• 5.2.1 工作原理59-60
• 5.2.2 光電探測(cè)器的性能參數(shù)60-61
• 5.3 Au NPs/ZnO 復(fù)合薄膜紫外探測(cè)器的制備和性能測(cè)試61-65
• 5.3.1 器件的制備61
• 5.3.2 光電性能測(cè)試61-65
• 5.3.3 結(jié)果討論65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 參考文獻(xiàn)67-68
• 第六章 結(jié)論68-70
• 致謝70-71
• 碩士期間學(xué)術(shù)成果71

【參考文獻(xiàn)】

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1 李U

本文編號(hào)：358520