金属表面等离子体增强gaas发光特性研究

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1、学号：S13010010硕士学位论文金属表面等离子体增强GaAs发光特性研究研究生姓名：李婷学科、专业：凝聚态物理二○一六年三月分类号：O472密级：可公开UDC：53编号：金属表面等离子体增强GaAs发光特性研究RESEARCHONTHEINFLUENCEOFMETALLICSURFACEPLASMONONTHEEMITTINGPROPERTYOFGaAs学位授予单位及代码：长春理工大学(10186)学科专业名称及代码：凝聚态物理(070205)研究方向：功能材料物理申请学位级别：硕士指导教师：王晓华研究员魏志鹏教

2、授研究生：李婷论文起止时间：2014.09-2015.12长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《金属表面等离子体增强GaAs发光特性研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、

3、博士学位论文版权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日导师签名：年月日摘要基于表面等离子体共振的纳米体系的研究已成为国际上热点研究领域之一。研究表明金属表面等离激元可以极大地增强纳米材料的发光性能，掌握金属表面等离激元与半导体材料

4、之间的相互作用具有重要意义。本文研究了金纳米结构的局域表面等离子体共振效应(LSPR)增强GaAs发光的机理。采用有限时域差分法(FDTD)模拟了不同金纳米结构的消光光谱和局域电场分布，得到：当金纳米结构的局域表面等离子体共振峰和入射波长匹配时，金纳米结构的局域电场强度提高了2-3个数量级。分别采用物理和化学法在GaAs衬底上制备金纳米结构，测试样品的吸收和发光光谱。当金纳米结构的局域表面等离子体共振峰和入射波长匹配时，GaAs的发光性能得到增强。本论文揭示了金纳米结构局域表面等离激元与GaAs发光增强之间的紧密联系

5、。关键词：砷化镓金纳米结构表面等离子体共振时域有限差分法IABSTRACTRecently,thestudyonsurfaceplasmonresonancehasbecomeaheatedinternationaltopic.Onsurfaceplasmonenhancedspectralaspect,therearemanyreportsthatsurfaceplasmoncangreatlyenhancethephotoluminescencespectraofquantumdots,nanowiresandq

6、uantumwellsandotherlow-dimensionalmaterials,soitissignificanttograsptheinteractionofsurfaceplasmonwithsemiconductormaterials.Consequently,thispapermainlychoosestoresearchthenearinfraredphotoluminescence(PL)enhancementmechanismofGaAssubstratescoveredbyAunanostru

7、ctureswhichhavesignificantlocalsurfaceplasmonresonance(LSPR)effect.Theprimarycontentofthepaperisasfollows:Firstandforemost,weemployedmicro-nanophotonicssoftwareFDTD(Finite-DifferenceTime-Domain)Solutionstosimulatetheextinctionspectraandlocalelectricalfieldinten

8、sitydistributionofvariousAunanostructuresplacedonthetopofGaAssubstrates.Accordingtotheabovecomprehensivesimulations,wecoulddrawtheconclusionthatwhentheLSPRwavelengthofAunano