ZnO光子晶体的制备及其光子带隙特性研究.pdf

《ZnO光子晶体的制备及其光子带隙特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、SEMIC0NDUCT0R0PT0ELECTR0NICSVol.2No.June2006材料、结构及工艺Zn0光子晶体的制备及其光子带隙特性研究谢娟!邓宏!徐自强!李燕!黄君"电子科技大学微电子与固体电子学院#四川成都610054$摘要!利用重力场下的自组装!将单分散的ZnO胶体颗粒悬浮液自组装为三维光子晶体"通过扫描电镜图谱#透射光谱对制得的ZnO光子晶体进行了表征"结果表明!这种方法可得到排列有序的光子晶体!并且改变反应条件可以控制ZnO胶体球的尺寸"制得的样品有较宽的光子禁带!且禁带波长位置随胶体球粒径的减小和前处理温度的降低而蓝移"当入射光角度逐渐

2、增大时!禁带中心位置有规律地向短波长方向移动"关键词!ZnO;光子晶体;自组装;光子禁带;蓝移中图分类号!TN304.Z1文献标识码!A文章编号!1001-5868(Z006)03-0300-03GrowthandPhotonicBandGapPropertyofZn0PhotonicCrystalsXIEJuan9DENG~ong9XUZi-Ciang9LIYan9~UANGJun(SchoolofMicroelectronicsandSolidStateElectronics9UniversityofElectronicScienceandTechno

3、logyofChina9Chengdu6100549CHN)Abstract:AnovelmethodtosynthesizethemonodisperseZnOcolloidalsuspensioninto3-Dphotoniccrystalispresented.TheZnOphotoniccrystalischaracterizedbySEandtransmissionspectrum.AndthesizeofthecolloidalspheresvariesinverselyandmonotonicallyWiththeamountofanint

4、ermediateproduct9andareself-assembledintophotoniccrystals.TheresultsshoWthatthephotoniccrystalsexhibitaclearbandgapintransmissionmeasurements.ThepositionsofthebandgapareshiftedtotheshorterWavelengthWithdecreaseofZnOparticlessizeandpre-treatmenttemperatures.Asincidentangleisgradual

5、lyaugmented9thecenterpositionofbandgapisshiftedtothedirectionofshortWavelength.Keywords:ZnO;photoniccrystals;self-assembly;photonicbandgap;blue-shift4]1引言等方面光子晶体能否尽快实用化9关键在于光子晶体制备技术的发展通过近Z0年的研究9微波光子晶体是由两种或者两种以上介质的周期性段~亚毫米和远红外波段的光子晶体的制备工艺已排列组成的有序结构的晶体9其最基本特征是具有经比较成熟但近红外到可见光波段的三维光子晶

6、19Z]光子禁带光子晶体中的光子禁带具有巨大的5]体的制备仍是难点之一像微机械法~全息照相应用潜力9因此9光子晶体的研究引起了物理~化学~光刻蚀法9这些物理方法制备光子晶体一般比较复3]电子~光学等领域科学家的广泛兴趣当前光子杂~费时~成本高9一般实验室难以实现相比之下9晶体的应用主要集中在光子晶体反射器件~发光二胶体自组装法是一种简单~快速~成本低的化学制备极管~滤波器~光波导~低阈值激光器~光子晶体光纤方法在单分散的胶体球悬浮液中9通过胶体球的收稿日期!Z005-08-11.自组装生长成面心立方或体心立方排列的周期性结基金项目!国家H973"计划项目(

7、51310Z09-4);国家自然科构9形成胶体晶体由于胶体晶体的晶格尺寸在亚学基金重大项目(60390073).微米量级9它成为制备近红外到可见光波段三维光300半导体光电Z006年6月第Z7卷第3期谢娟等!ZnO光子晶体的制备及其光子带隙特性研究6子晶体的一条简单可行的途径制得的光子晶体的禁带可以覆盖整个可见光区并目前多采用SiO聚苯乙烯PS聚甲基丙烯可以延伸到紫外和红外区域Z酸甲酯P\AZnS等通过自组装法制成的三图1为300nm400nm样品的扫描电镜图维光子晶体虽然它们在近红外到可见光波段可以SE由图可知样品的颗粒大小均匀且在较产生光子禁带但由

8、于其折射率对比值较小以大面积范围内保持高度有序的紧密排列在对光子S