氧化鋅/金屬?gòu)?fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-21 07:20
近年來,利用金屬表面等離激元效應(yīng)增強(qiáng)半導(dǎo)體發(fā)光效率的相關(guān)研究引起人們廣泛關(guān)注。在眾多的半導(dǎo)體材料中,氧化鋅具有寬直接帶隙(3.37 eV)、高激子束縛能(60 meV)等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是制備紫外光電器件的理想材料。通常情況下,氧化鋅中的一部分激子被缺陷能級(jí)束縛,導(dǎo)致紫外發(fā)光效率降低。因此,制備合適的氧化鋅/金屬?gòu)?fù)合納米結(jié)構(gòu),通過金屬表面等離激元的作用,有望提高氧化鋅紫外發(fā)光效率。另一方面,金屬表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)在微量分子檢測(cè)方面具有重要的應(yīng)用,而此技術(shù)的關(guān)鍵是制備穩(wěn)定可靠的襯底。利用氧化鋅納米材料大比表面、高等電點(diǎn)、生物兼容性好等優(yōu)點(diǎn),結(jié)合金屬納米顆?梢缘玫捷^為理想的拉曼襯底;谝陨系南敕,本論文主要開展了如下幾方面工作:1、采用化學(xué)氣相傳輸法,通過控制真空條件,制備了單分散的氧化鋅微米花結(jié)構(gòu)。將已制備好的Au納米顆粒直接滴涂到氧化鋅微米花表面。利用微區(qū)熒光技術(shù),研究單個(gè)微米花熒光特性。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,Au納米顆粒極大地增強(qiáng)了氧化鋅微米花紫外熒光,平均增強(qiáng)因子達(dá)到65倍。同時(shí),隨著激發(fā)功率的提高,觀察到單個(gè)微米花F-P模式紫外受激輻射。2、采用化學(xué)氣相傳輸法,通過控制原材料比例、氣氛...
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 金屬表面等離激元概述
1.1.1 金屬電磁場(chǎng)理論
1.1.2 表面等離極化激元
1.1.3 局域表面等離激元
1.1.4 表面等離激元應(yīng)用
1.2 氧化鋅納米材料
1.2.1 氧化鋅基本性質(zhì)
1.2.2 氧化鋅微納米材料的制備
1.2.3 氧化鋅材料發(fā)光性質(zhì)
1.3 金屬/氧化鋅復(fù)合體系的研究進(jìn)展
1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹
2.1 樣品制備平臺(tái)
2.2 樣品表征平臺(tái)
2.2.1 掃描電子顯微鏡
2.2.2 透射電子顯微鏡
2.2.3 X射線衍射儀
2.3 光學(xué)測(cè)試平臺(tái)
2.3.1 熒光測(cè)試系統(tǒng)
2.3.2 瞬態(tài)光譜系統(tǒng)
2.3.3 顯微拉曼系統(tǒng)
第三章 Au納米顆粒增強(qiáng)單個(gè)ZnO微米花自發(fā)輻射及F-P激射研究
3.1 引言
3.2 樣品制備
3.2.1 單分散ZnO微米花制備
3.2.2 Au納米顆粒的制備及修飾
3.3 樣品形貌與結(jié)構(gòu)表征
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.4.1 微區(qū)熒光測(cè)試
3.4.2 微區(qū)激光測(cè)試
3.4.3 發(fā)光增強(qiáng)機(jī)理分析
3.5 總結(jié)
第四章 Au納米顆粒增強(qiáng)ZnO納米棒雙光子熒光研究
4.1 引言
4.2 樣品制備
4.2.1 ZnO納米棒陣列制備
4.2.2 修飾Au納米顆粒
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3.1 樣品形貌和結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 單光子熒光測(cè)試
4.3.3 雙光子熒光測(cè)試
4.4 總結(jié)
第五章 Au/ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面增強(qiáng)拉曼散射研究
5.1 引言
5.2 SERS襯底制備
5.2.1 ZnO薄膜制備
5.2.2 ZnO納米棒陣列制備
5.2.3 修飾Au納米顆粒
5.3 SERS襯底表征
5.3.1 Au@Si襯底
5.3.2 Au@ZnO-Film襯底
5.3.3 Au@ZnO-NRs襯底
5.4 SERS信號(hào)檢測(cè)
5.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.4.2 拉曼增強(qiáng)機(jī)理分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表面等離激元研究新進(jìn)展[J]. 王振林. 物理學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
[2]表面等離子體亞波長(zhǎng)光學(xué)原理和新穎效應(yīng)[J]. 顧本源. 物理. 2007(04)
本文編號(hào):3355145
【文章來源】:東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 金屬表面等離激元概述
1.1.1 金屬電磁場(chǎng)理論
1.1.2 表面等離極化激元
1.1.3 局域表面等離激元
1.1.4 表面等離激元應(yīng)用
1.2 氧化鋅納米材料
1.2.1 氧化鋅基本性質(zhì)
1.2.2 氧化鋅微納米材料的制備
1.2.3 氧化鋅材料發(fā)光性質(zhì)
1.3 金屬/氧化鋅復(fù)合體系的研究進(jìn)展
1.4 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹
2.1 樣品制備平臺(tái)
2.2 樣品表征平臺(tái)
2.2.1 掃描電子顯微鏡
2.2.2 透射電子顯微鏡
2.2.3 X射線衍射儀
2.3 光學(xué)測(cè)試平臺(tái)
2.3.1 熒光測(cè)試系統(tǒng)
2.3.2 瞬態(tài)光譜系統(tǒng)
2.3.3 顯微拉曼系統(tǒng)
第三章 Au納米顆粒增強(qiáng)單個(gè)ZnO微米花自發(fā)輻射及F-P激射研究
3.1 引言
3.2 樣品制備
3.2.1 單分散ZnO微米花制備
3.2.2 Au納米顆粒的制備及修飾
3.3 樣品形貌與結(jié)構(gòu)表征
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.4.1 微區(qū)熒光測(cè)試
3.4.2 微區(qū)激光測(cè)試
3.4.3 發(fā)光增強(qiáng)機(jī)理分析
3.5 總結(jié)
第四章 Au納米顆粒增強(qiáng)ZnO納米棒雙光子熒光研究
4.1 引言
4.2 樣品制備
4.2.1 ZnO納米棒陣列制備
4.2.2 修飾Au納米顆粒
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.3.1 樣品形貌和結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 單光子熒光測(cè)試
4.3.3 雙光子熒光測(cè)試
4.4 總結(jié)
第五章 Au/ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面增強(qiáng)拉曼散射研究
5.1 引言
5.2 SERS襯底制備
5.2.1 ZnO薄膜制備
5.2.2 ZnO納米棒陣列制備
5.2.3 修飾Au納米顆粒
5.3 SERS襯底表征
5.3.1 Au@Si襯底
5.3.2 Au@ZnO-Film襯底
5.3.3 Au@ZnO-NRs襯底
5.4 SERS信號(hào)檢測(cè)
5.4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.4.2 拉曼增強(qiáng)機(jī)理分析
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表面等離激元研究新進(jìn)展[J]. 王振林. 物理學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
[2]表面等離子體亞波長(zhǎng)光學(xué)原理和新穎效應(yīng)[J]. 顧本源. 物理. 2007(04)
本文編號(hào):3355145
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