Au表面等離激元增強(qiáng)ZnO微米碟紫外發(fā)光研究
發(fā)布時(shí)間：2021-01-29 08:16
利用簡(jiǎn)單氣相傳輸法制備ZnO微米碟,通過在其表面濺射一層Au納米粒子,構(gòu)建Au與ZnO的復(fù)合結(jié)構(gòu),詳細(xì)探討ZnO微米碟的紫外發(fā)光增強(qiáng)性能及Au表面等離激元與ZnO激子的耦合過程和耦合機(jī)制.研究結(jié)果表明,濺射Au納米顆粒使室溫下生長(zhǎng)的ZnO微米碟的紫外發(fā)光增強(qiáng)了近10倍;Au與ZnO的復(fù)合結(jié)構(gòu)中存在ZnO近帶邊發(fā)光增強(qiáng)和缺陷發(fā)光被抑制的2個(gè)物理過程;在Au與ZnO的耦合過程中,能量耦合與電子轉(zhuǎn)移共同存在.
【文章來源】：湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,29(04)
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
微區(qū)光譜測(cè)量
圖1 微區(qū)光譜測(cè)量室溫下ZnO微米碟濺射不同時(shí)間的Au NPs前后的光致發(fā)光PL譜如圖3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL譜由一個(gè)較弱的、來源于半導(dǎo)體近帶邊自由激子輻射的發(fā)光峰(396.48 nm處)和一個(gè)較強(qiáng)的、與半導(dǎo)體缺陷態(tài)躍遷有關(guān)的發(fā)光峰(505.61 nm處)組成﹒
室溫下ZnO微米碟濺射不同時(shí)間的Au NPs前后的光致發(fā)光PL譜如圖3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL譜由一個(gè)較弱的、來源于半導(dǎo)體近帶邊自由激子輻射的發(fā)光峰(396.48 nm處)和一個(gè)較強(qiáng)的、與半導(dǎo)體缺陷態(tài)躍遷有關(guān)的發(fā)光峰(505.61 nm處)組成﹒從圖3中可以看出，在ZnO微米碟中缺陷態(tài)發(fā)光占主要部分，導(dǎo)致ZnO近帶邊發(fā)光效率并不高﹒通過濺射不同時(shí)間的Au NPs來加強(qiáng)ZnO微米碟的近帶邊發(fā)光，不僅可以明顯提高其近帶邊發(fā)光，還可抑制其缺陷發(fā)光﹒在同等條件下激發(fā)時(shí)，由于濺射的時(shí)間不同，其近帶邊發(fā)光比缺陷發(fā)光的強(qiáng)度變化更明顯﹒對(duì)于濺射15 s Au NPs的樣品，在387.39 nm處的近帶邊發(fā)光強(qiáng)度略有提高，而缺陷發(fā)光強(qiáng)度則顯著下降﹒從圖3(a)中可看出，隨著濺射Au NPs時(shí)間的增加，近帶邊發(fā)光在強(qiáng)度上有明顯增加，同時(shí)，其缺陷發(fā)光也在減小，最后幾乎平行于水平線﹒對(duì)于濺射45 s的樣品，386.61 nm處的近帶邊發(fā)光強(qiáng)度要高于缺陷發(fā)光強(qiáng)度；對(duì)于濺射90 s的樣品，近帶邊發(fā)光在385.29 nm處的強(qiáng)度最大，而缺陷發(fā)光幾乎消失﹒不難發(fā)現(xiàn)，濺射90 s的樣品相比于純ZnO其近帶邊發(fā)光提高了近10倍﹒圖3(b)所示的歸一化PL譜進(jìn)一步對(duì)比了引入Au NPs后Zn O的光譜變化﹒當(dāng)濺射105 s時(shí)，近帶邊發(fā)光強(qiáng)度則開始下降，與濺射90 s的樣品相比，其峰位則橫移到385.50 nm處，但與純Zn O比較，仍表現(xiàn)出較強(qiáng)的近帶邊紫外發(fā)光﹒綜上，當(dāng)延長(zhǎng)濺射Au NPs的時(shí)間時(shí)，ZnO微米碟的近帶邊發(fā)光在強(qiáng)度上是逐步提高的，并存在一個(gè)最大增強(qiáng)值，然后再緩慢下降，與此同時(shí)，其缺陷發(fā)光則保持持續(xù)下降直至幾乎平行于水平線﹒
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Synthesis and surface plasmon resonance of Au–ZnO Janus nanostructures[J]. 周俊,張建爍,冼國(guó)裕,齊琦,顧尚志,申承民,成昭華,何聲太,楊海濤. Chinese Physics B. 2019(08)
[2]Al納米顆粒表面等離激元對(duì)ZnO光致發(fā)光增強(qiáng)的研究[J]. 劉姿,張恒,吳昊,劉昌. 物理學(xué)報(bào). 2019(10)
博士論文
[1]表面等離激元增強(qiáng)ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)性能研究[D]. 祝秋香.東南大學(xué) 2018
[2]金屬表面等離激元增強(qiáng)的ZnO紫外光電性能與器件研究[D]. 盧俊峰.東南大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3006575
【文章來源】：湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,29(04)
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
微區(qū)光譜測(cè)量
圖1 微區(qū)光譜測(cè)量室溫下ZnO微米碟濺射不同時(shí)間的Au NPs前后的光致發(fā)光PL譜如圖3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL譜由一個(gè)較弱的、來源于半導(dǎo)體近帶邊自由激子輻射的發(fā)光峰(396.48 nm處)和一個(gè)較強(qiáng)的、與半導(dǎo)體缺陷態(tài)躍遷有關(guān)的發(fā)光峰(505.61 nm處)組成﹒
室溫下ZnO微米碟濺射不同時(shí)間的Au NPs前后的光致發(fā)光PL譜如圖3所示﹒其中，ZnO微米碟的PL譜由一個(gè)較弱的、來源于半導(dǎo)體近帶邊自由激子輻射的發(fā)光峰(396.48 nm處)和一個(gè)較強(qiáng)的、與半導(dǎo)體缺陷態(tài)躍遷有關(guān)的發(fā)光峰(505.61 nm處)組成﹒從圖3中可以看出，在ZnO微米碟中缺陷態(tài)發(fā)光占主要部分，導(dǎo)致ZnO近帶邊發(fā)光效率并不高﹒通過濺射不同時(shí)間的Au NPs來加強(qiáng)ZnO微米碟的近帶邊發(fā)光，不僅可以明顯提高其近帶邊發(fā)光，還可抑制其缺陷發(fā)光﹒在同等條件下激發(fā)時(shí)，由于濺射的時(shí)間不同，其近帶邊發(fā)光比缺陷發(fā)光的強(qiáng)度變化更明顯﹒對(duì)于濺射15 s Au NPs的樣品，在387.39 nm處的近帶邊發(fā)光強(qiáng)度略有提高，而缺陷發(fā)光強(qiáng)度則顯著下降﹒從圖3(a)中可看出，隨著濺射Au NPs時(shí)間的增加，近帶邊發(fā)光在強(qiáng)度上有明顯增加，同時(shí)，其缺陷發(fā)光也在減小，最后幾乎平行于水平線﹒對(duì)于濺射45 s的樣品，386.61 nm處的近帶邊發(fā)光強(qiáng)度要高于缺陷發(fā)光強(qiáng)度；對(duì)于濺射90 s的樣品，近帶邊發(fā)光在385.29 nm處的強(qiáng)度最大，而缺陷發(fā)光幾乎消失﹒不難發(fā)現(xiàn)，濺射90 s的樣品相比于純ZnO其近帶邊發(fā)光提高了近10倍﹒圖3(b)所示的歸一化PL譜進(jìn)一步對(duì)比了引入Au NPs后Zn O的光譜變化﹒當(dāng)濺射105 s時(shí)，近帶邊發(fā)光強(qiáng)度則開始下降，與濺射90 s的樣品相比，其峰位則橫移到385.50 nm處，但與純Zn O比較，仍表現(xiàn)出較強(qiáng)的近帶邊紫外發(fā)光﹒綜上，當(dāng)延長(zhǎng)濺射Au NPs的時(shí)間時(shí)，ZnO微米碟的近帶邊發(fā)光在強(qiáng)度上是逐步提高的，并存在一個(gè)最大增強(qiáng)值，然后再緩慢下降，與此同時(shí)，其缺陷發(fā)光則保持持續(xù)下降直至幾乎平行于水平線﹒
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Synthesis and surface plasmon resonance of Au–ZnO Janus nanostructures[J]. 周俊,張建爍,冼國(guó)裕,齊琦,顧尚志,申承民,成昭華,何聲太,楊海濤. Chinese Physics B. 2019(08)
[2]Al納米顆粒表面等離激元對(duì)ZnO光致發(fā)光增強(qiáng)的研究[J]. 劉姿,張恒,吳昊,劉昌. 物理學(xué)報(bào). 2019(10)
博士論文
[1]表面等離激元增強(qiáng)ZnO復(fù)合結(jié)構(gòu)光學(xué)性能研究[D]. 祝秋香.東南大學(xué) 2018
[2]金屬表面等離激元增強(qiáng)的ZnO紫外光電性能與器件研究[D]. 盧俊峰.東南大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3006575
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