利用簡單氣相傳輸法制備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的ZnO微米碟的紫外發(fā)光增強了近10倍;Au與ZnO的復(fù)合結(jié)構(gòu)中存在ZnO近帶邊發(fā)光增強和缺陷發(fā)光被抑制的2個物理過程;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(自然科學(xué)版). 2020,29(04)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

微區(qū)光譜測量

圖1 微區(qū)光譜測量室溫下ZnO微米碟濺射不同時間的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)和一個較強的、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)和一個較強的、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﹒通過濺射不同時間的Au NPs來加強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，由于濺射的時間不同，其近帶邊發(fā)光比缺陷發(fā)光的強度變化更明顯﹒對于濺射15 s Au NPs的樣品，在387.39 nm處的近帶邊發(fā)光強度略有提高，而缺陷發(fā)光強度則顯著下降﹒從圖3(a)中可看出，隨著濺射Au NPs時間的增加，近帶邊發(fā)光在強度上有明顯增加，同時，其缺陷發(fā)光也在減小，最后幾乎平行于水平線﹒對于濺射45 s的樣品，386.61 nm處的近帶邊發(fā)光強度要高于缺陷發(fā)光強度；對于濺射90 s的樣品，近帶邊發(fā)光在385.29 nm處的強度最大，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)一步對比了引入Au NPs后Zn O的光譜變化﹒當(dāng)濺射105 s時，近帶邊發(fā)光強度則開始下降，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)出較強的近帶邊紫外發(fā)光﹒綜上，當(dāng)延長濺射Au NPs的時間時，ZnO微米碟的近帶邊發(fā)光在強度上是逐步提高的，并存在一個最大增強值，然后再緩慢下降，與此同時，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ZnO光致發(fā)光增強的研究[J]. 劉姿,張恒,吳昊,劉昌.  物理學(xué)報. 2019(10)

博士論文
[1]表面等離激元增強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：3006575