本文關鍵詞：局域表面等離激元增強ZnO薄膜發(fā)光及MSM器件光電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：金屬納米顆粒獨特的局域表面等離激元共振特性，在生物醫(yī)學、材料學、光電器件方面具有良好的應用前景，成為近年來人們研究的熱點。雖然局域表面等離激元共振增強作用研究取得了一系列進展，但是在工藝簡單、效率高、形貌可控及實際應用方面還存在很大的挑戰(zhàn)。本文主要研究了利用磁控濺射法制備Au納米顆粒，以及熱退火對Au納米顆粒表面形貌、尺寸和局域表面等離激元共振特性的影響，進而將其應用于增強ZnO薄膜光致藍光發(fā)光、改善ZnO基紫外光電探測器的性能。本論文主要內容和研究結果如下： 1.采用磁控濺射法制備Au納米顆粒，研究了熱退火、濺射時間、襯底材料對形成Au納米顆粒的影響。隨著退火溫度的增加，Au薄膜由蠕蟲狀結構變成規(guī)則的顆粒，顆粒尺寸分布變均勻，間距變大；退火時間越長，，納米顆粒平均尺寸越大。對于不同濺射時間Au薄膜，經過熱退火處理，濺射時間越長的薄膜形成的納米顆粒尺寸、間距越大。另外不同的襯底也會影響Au納米顆粒的表面形貌和尺寸。通過改變這些條件實現了Au納米顆粒局域表面等離激元共振特性的調控。 2.研究了磁控濺射法制備的ZnO薄膜的基本性質，計算得到ZnO的禁帶寬度為3.27eV。ZnO薄膜在400-500nm存在缺陷發(fā)光，進而探索了Au納米顆粒局域表面等離激元共振對ZnO薄膜缺陷發(fā)光的影響。結果表明，濺射時間60s的Au NPs/ZnO復合薄膜的藍光發(fā)射強度比單純的ZnO薄膜的藍光發(fā)射強度增強了6倍。 3.分析了Au納米顆粒局域表面等離激元共振對ZnO基MSM紫外光電探測器性能的影響。結果表明，Au納米顆粒的局域表面等離激元共振明顯改善了ZnO基紫外光電探測器的性能，光電流最大增加了2.2倍，響應時間變短。
【關鍵詞】：局域表面等離激元共振 Au納米顆粒 ZnO薄膜 發(fā)光增強 光電探測器
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 表面等離激元的基本特性10-13
• 1.1.1 表面等離激元的色散關系及激發(fā)方式10-12
• 1.1.2 表面等離激元的特征長度12-13
• 1.2 局域表面等離激元共振（LSPR）13-16
• 1.2.1 金屬納米顆粒的局域表面等離激元共振13-14
• 1.2.2 局域表面等離激元共振頻率14
• 1.2.3 影響局域表面等離激元共振的因素14-16
• 1.3 局域表面等離激元共振的若干應用16-20
• 1.3.1 太陽能電池領域的應用16-18
• 1.3.2 表面增強熒光18-19
• 1.3.3 表面增強拉曼光譜（SERS）19-20
• 1.4 本論文的主要研究內容及目的20-22
• 參考文獻22-27
• 第二章 樣品的制備、表征及測試27-35
• 2.1 樣品的制備27-29
• 2.1.1 所需儀器及原材料27
• 2.1.2 襯底的清洗27-28
• 2.1.3 磁控濺射制備薄膜28-29
• 2.1.4 管式爐退火29
• 2.2 樣品的表征29-33
• 2.2.1 原子力顯微鏡(AFM)29-30
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡（SEM）30
• 2.2.3 X 射線衍射儀（XRD）30-32
• 2.2.4 紫外-可見吸收光譜（UV-Vis Abs）32
• 2.2.5 光致發(fā)光光譜（PL）32-33
• 2.3 樣品的光電性能測試33-34
• 參考文獻34-35
• 第三章 Au 納米顆粒的制備及 LSPR 特性研究35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 制備參數35-36
• 3.3 Au 薄膜的厚度及晶體結構分析36-37
• 3.4 退火對 Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 特性的影響37-42
• 3.4.1 退火溫度對 Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 的影響37-39
• 3.4.2 退火時間對 Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 的影響39-42
• 3.5 濺射時間對 Au 納米顆粒表面形貌和 LSPR 特性的影響42-44
• 3.6 襯底對 Au 納米顆粒表面形貌的影響44-45
• 3.7 本章小結45-46
• 參考文獻46-47
• 第四章 Au NPs/ZnO 復合薄膜光學性能的研究47-59
• 4.1 引言47-49
• 4.1.1 ZnO 的基本性質47
• 4.1.2 ZnO 薄膜的制備方法47-48
• 4.1.3 ZnO 薄膜的用途48-49
• 4.2 磁控濺射制備 ZnO 薄膜49-52
• 4.2.1 樣品制備49
• 4.2.2 薄膜的表面形貌和晶體結構分析49-50
• 4.2.3 ZnO 薄膜的光學性質50-52
• 4.3 Au NPs/ZnO 復合薄膜的制備及表征52-55
• 4.3.1 樣品的制備52
• 4.3.2 薄膜表面形貌及晶體結構分析52-53
• 4.3.3 Au NPs/ZnO 復合薄膜的光學性質53-55
• 4.4 本章小結55-57
• 參考文獻57-59
• 第五章 Au NPs/ZnO 復合薄膜紫外光電探測器的研究59-68
• 5.1 引言59
• 5.2 光電探測器原理及相關參數59-61
• 5.2.1 工作原理59-60
• 5.2.2 光電探測器的性能參數60-61
• 5.3 Au NPs/ZnO 復合薄膜紫外探測器的制備和性能測試61-65
• 5.3.1 器件的制備61
• 5.3.2 光電性能測試61-65
• 5.3.3 結果討論65
• 5.4 本章小結65-67
• 參考文獻67-68
• 第六章 結論68-70
• 致謝70-71
• 碩士期間學術成果71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 李繼軍;吳耀德;宋明玉;;表面等離子體激元基本特征研究[J];長江大學學報(自科版)理工卷;2007年04期

2 劉云燕;袁玉珍;李潔;高緒團;;ZnO基紫外光電探測器的研究進展[J];材料導報;2007年10期

3 張昊然,李清彪,孫道華,凌雪萍,鄧旭,盧英華,何寧;納米級銀顆粒的制備方法[J];貴金屬;2005年02期

4 楊修春;劉會欣;李玲玲;黃敏;趙建富;;影響貴金屬納米顆粒表面等離子體共振因素評述[J];功能材料;2010年02期

5 宋國利;方香云;梁紅;;氧氬比對納米ZnO薄膜藍光發(fā)射光譜的影響[J];光譜學與光譜分析;2010年03期

6 洪昕;杜丹丹;;SERS activity of Au nanoparticle films[J];Chinese Optics Letters;2009年04期

7 郝曉亮;;磁控濺射鍍膜的原理與故障分析[J];電子工業(yè)專用設備;2013年06期

8 阮鑫棟;姜妍彥;劉敬肖;胡志強;劉貴山;;沉積溫度對ZnO薄膜結構形貌及光學性能的影響[J];大連工業(yè)大學學報;2014年03期

9 于威;劉玉梅;戴萬雷;王新占;路萬兵;李曉葦;傅廣生;;熱退火誘導納米銀膜形貌變化對表面等離激元共振特性的影響[J];光譜學與光譜分析;2013年04期

10 胡林彥,張慶軍,沈毅;X射線衍射分析的實驗方法及其應用[J];河北理工學院學報;2004年03期

中國博士學位論文全文數據庫 前2條

1 李U

本文編號：358520