表面等离激元效应对金属氧化物半导体颗粒发光特性的影响

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:puccacat
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属氧化物半导体纳米材料因其独特的物理化学性质和多功能应用而受到研究人员的广泛关注。氧化锌和氧化锆材料作为宽禁带半导体,具有辐射吸收范围广,光稳定性好等特点,在发光器件方面有很大的应用前景。作为半导体材料,其特殊的光学性能及发光机制近年来引起了人们的研究兴趣,但是对于Zn O的光致发光机理至今还没有统一的解释,并且对这两种材料发光的调控也是众说纷纭。近些年来的研究表明,表面等离激元耦合可以对它们的荧光发射进行有效调控。表面等离激元是金属与介质界面处自由电子的集体相干振荡。金属纳米结构的表面等离激元共振及其弛豫过程会产生热电子和光热效应,若热电子转移到氧化锌导带,可增加其载流子浓度,有助于增强发光。金属表面等离激元共振产生的光热效应具有很高的光热转换效率,有望克服传统加热方式难以局域化的困难,从而对氧化锌和氧化锆的发光进行有效调控。本论文围绕纳米氧化锌和氧化锆的光致发光特性,应用表面等离激元效应对金属氧化物半导体发光的性质及其作用机理展开研究。主要研究内容和结果如下:1.合成了六方纤锌矿结构的Zn O纳米颗粒,并研究了其发光性质和颗粒构型之间的关系。发现Zn O纳米颗粒的光致发光拥有两个发光带,分别是位于紫外区(378 nm)的强且锐的发光带和位于可见光区(570 nm和630 nm)的弱且宽的发光带,整体发光强度随颗粒尺寸的增大而增强。2.通过在Zn O纳米颗粒表面组装金纳米颗粒,获得了Zn O@Au复合纳米体系,研究了表面等离激元效应对Zn O纳米颗粒发光特性的影响规律及作用机理。通过在有氧和无氧环境中进行实验观测,并与传统退火处理方式相对比,探究了表面等离激元效应对Zn O纳米颗粒发光特性的影响规律。结果发现,在有氧环境下,受表面等离激元作用的Zn O颗粒在紫外区和可见光区发光强度减弱3/4以上。与高温退火处理结果相类似,等离激元光热效应作用下的Zn O颗粒表面变得光滑,尺寸缩小。在无氧坏境中,受表面等离激元效应作用,Zn O颗粒在紫外区和可见光区的发光峰强度减弱1/3,减弱程度小于有氧环境下的结果。所观测到的现象归因于表面等离激元产生的热效应使得Zn O纳米晶体中氧空位浓度变小。另外,有氧环境下表面等离激元作用于Zn O颗粒之后的另一种现象是颗粒的紫外区发光强度增强了1倍而可见光区没有明显变化,此时颗粒粒径变大。但是退火处理过后没有观测到此现象,表明金纳米颗粒的表面等离激元共振效应使得缺陷能级的电子最终转移到半导体导带中,增强了紫外发光强度同时抑制可见光区发光。3.应用金纳米颗粒对于Zr O2纳米颗粒进行了表面修饰,研究表面等离激元效应对Zr O2纳米颗粒发光特性的影响及其机理。在表面等离激元作用下,Zr O2纳米颗粒的发光峰强度减弱2/3,并且颗粒变小,表面变得光滑,而传统退火处理之后光致发光光谱并没有明显变化。表明表面等离激元热效应的光热转换效率高,能够克服传统加热方式难以局域化的困难。
其他文献
为了防范破坏社会稳定的恐怖主义活动,保障公共场所安全,国家制定了关于公共场所配备安检设备来检测可能存在的危险物品的相关管理办法,对于隐蔽携带的易燃易爆危险液体的检测成为了维护公共场所和交通枢纽安全的重要保障。目前危险液体检测仪器产品种类少,多数为体积庞大、效率低且仅能识别安全危险的台式机器,因此对于便携式液体检测仪器需求逐渐增大。本课题针对高速公路危险液体检测的应用场景,设计了一种可便携、稳定性高
学位
原料药行业滥用市场支配地位的行为频频出现,呈现拒绝交易、不公平高价、搭售、附加不合理交易条件、限定交易行为等类型。究其原因,与制度特点、经济原因、药品行业的特殊属性密不可分。当前在原料药行业滥用市场支配地位行为的反垄断规制中,还面临着原料药行业的独家经销模式导致处罚对象争议大,原料药市场反垄断的处罚标准不明晰,甚至出现了反垄断处罚的逆向效应,即药价越来越高的困境。因此,主张依据竞争关系的性质对滥用
期刊
智能科技的迅猛发展推动了现代军事应用技术手段的快速更新,也对红外探测系统远距离作战和精准定位的能力提出了更高的要求。红外小目标检测技术是影响红外探测系统性能的关键技术,更是计算机视觉领域的一项热点技术。由于自然场景下的红外图像信噪比低,远距离成像的小目标通常表现为微弱的孤立光斑。此外,高亮自然背景(例如厚云、建筑物等),甚至传感器噪声都可能会淹没待检测的昏暗小目标。为了增强在高度异构背景杂波下的小
学位
太空中的空间碎片对人类探索太空危害极大,目前避免空间碎片危害的主要措施是对其观测使飞行器绕开。观测方式主要分为红外天基观测及红外地基观测,空间碎片在红外天基成像系统中所成的图像尺寸(1×1-9×9)不等,占整体图像(256×256)的0.01%-0.15%,根据SPIE对点目标的定义,其所成图像为小目标;同时,根据维恩-位移定律及普朗克定律可知,目标的辐射出射度极低;即空间碎片在天基成像系统中所成
学位
随着光学遥感技术发展,目标探测与特性识别在各种应用场景下的要求越来越高。基于更多维属性信息探测需求,出现了一种应用场景更为广泛、信息更加丰富的光学探测技术:偏振光谱成像技术。该技术将光谱成像技术与偏振成像技术融合,弥补了传统光谱成像技术难以分辨“同谱异物”、“光谱伪装”的技术难点,可广泛应用于空间遥感、环境监测、目标侦察等领域。现有偏振光谱成像技术多采用分振幅、分孔径或分焦面系统实现偏振信息的获取
学位
随着空间观测技术的迅猛发展,作为关键组件的空间光学反射镜得到了研究者的广泛关注。应用中要求反射镜的尺寸大、所用材料热膨胀系数小、强度大、质量轻。因此,只有提高反射镜材料的相关性能才可在不影响反射镜口径的前提下获得轻质反射镜。目前,反射镜常用材料主要有铍、铝、铍铝合金、碳化硅和玻璃(低膨胀石英玻璃和微晶玻璃)等材料。上述各种材料都有各自的优势,同时也有不同的缺点。例如,铍金属具有毒性,加工困难,成本
学位
随着科学技术水平不断的提升,生命科学、军事、航空航天、精密仪器加工和制造等行业对精密测量器件微振动测量的需求越来越急迫。相比传统的测振方式,激光多普勒微振动测量技术具有测量精度高、不接触测量目标、抗干扰能力强等优势,能够满足科研及工程人员对目标微振动的精确测量,分析其运动信息、稳定性等技术指标。国外针对激光多普勒微振动测量技术的研究开展时间较早,关于测量系统的设计和对多普勒信号的处理技术方面的研究
学位
表面等离激元是金属与介质界面自由电荷的集体相干振荡。当入射光频率与金属表面电子振荡频率相同时,会形成局域表面等离激元共振。金属纳米结构的局域表面等离激元共振能够突破光学衍射极限,将光束缚在亚波长尺度,并增强光与物质的相互作用。电子的集体振荡在朗道阻尼或化学界面阻尼的作用下快速驰豫,从而产生高能热电子,进而通过电子—电子及电子—声子散射,最终转变为热。该过程中产生的等离激元热电子和热效应是调控化学反
学位
激光器在人类生活中的各个领域应用广泛,现如今人类社会的发展与进步与激光器的发展紧密相关。目前,激光器的应用对其线宽、相位噪声和频率噪声的要求越来越高,因此对激光器的这些评价指标的测量技术研究是光电子领域的一个十分重要的研究方向。本文在经过对目前常用的激光线宽测量技术的研究,提出了一种基于β算法的结合延时自外差技术的窄线宽激光器线宽测量方法,同时对窄线宽激光器的线宽和相频噪声特性进行了实验研究与分析
学位
COSO发布《内部控制——整合框架》以来,内部控制在理论界的研究日臻完善,在实务界的运用也日趋成熟。内部控制已然成为企业防风险和促合规,乃至提升经营管理和促进价值创造的重要工具。本文通过分析“职能管控型”内部控制体系建设常见问题,结合权责管理、流程价值管理、内部控制信息化等,研究提出融合风险管理与信息化建设的“业务链价值管理型”内部控制体系构建思路。
期刊