亞波長尺度的納米結(jié)構(gòu)具有很多特殊的光學以及電子學特性,在生物學、光電子學、磁電子學等方面具有重要的應用。其中,二維光子晶體、布拉格反射鏡、一維亞波長金屬結(jié)構(gòu)以及狹縫電極等亞波長結(jié)構(gòu)廣泛地應用于增強材料的發(fā)光效率、吸收效率以及拉曼效應。目前垂直于襯底平面方向的亞波長結(jié)構(gòu)主要利用薄膜生長的方式制備,襯底平面內(nèi)的周期性亞波長結(jié)構(gòu)則一般利用光刻、電子束曝光（Electron Beam Lithography,EBL）、聚焦離子束電鏡（Focused Ion Beam,FIB）、紫外、深紫外（Deep Ultra-Violet,DUV）以及極紫外光刻（Extreme Ultraviolet,EUV）、納米壓印、掃描探針等微納加工的手段制備。然而這些方式一般具有設備價格昂貴、制備成本高、花費大、加工效率低等缺點。目前,大規(guī)模的、低成本的、高效的制備納米結(jié)構(gòu)依然存在諸多的限制�；诖�,本論文從結(jié)構(gòu)制備以及應用的機理等方面研究具有光學調(diào)制作用的亞波長結(jié)構(gòu)的制備,以及其對其他光電材料光學和電學特性的調(diào)制作用。我們利用薄膜生長的方法制備了周期性亞波長Si₃N₄/... 

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【學位級別】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 微納加工的主要方法及研究現(xiàn)狀
        1.1.1 光刻技術
        1.1.2 電子束曝光
        1.1.3 聚焦離子束
        1.1.4 納米壓印
        1.1.5 激光直寫
        1.1.6 薄膜技術
        1.1.7 自組裝加工
    1.2 亞波長結(jié)構(gòu)的電學性質(zhì)
        1.2.1 電學性質(zhì)
    1.3 亞波長結(jié)構(gòu)的光學性質(zhì)
        1.3.1 超材料
        1.3.2 超表面
        1.3.3 光子晶體
        1.3.4 表面等離激元
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 樣品的制備、處理以及測試
    2.1 實驗前期準備
    2.2 激光直寫制備亞波長結(jié)構(gòu)
        2.2.1 激光制備亞波長結(jié)構(gòu)的基本流程
        2.2.2 高分辨激光直寫的方法
        2.2.3 激光直寫制備微納圖形的原理
    2.3 薄膜生長制備亞波長結(jié)構(gòu)
        2.3.1 磁控濺射
        2.3.2 電子束蒸發(fā)沉積
        2.3.3 化學氣相沉積
        2.3.4 分子束外延
        2.3.5 脈沖激光沉積
    2.4 自組裝法制備亞波長結(jié)構(gòu)
        2.4.1 納米球自組裝的物理機制
    2.5 主要表征手段
        2.5.1 掃描電子顯微鏡
        2.5.2 陰極射線致發(fā)光
        2.5.3 透射電子顯微鏡
        2.5.4 X射線能量分散譜
        2.5.5 X射線光電子能譜
        2.5.6 原子力顯微鏡
        2.5.7 光致發(fā)光
        2.5.8 電學測試
    參考文獻
3N₄/SiO₂周期性結(jié)構(gòu)對黑磷發(fā)光特性的影響">第三章 亞波長Si₃N₄/SiO₂周期性結(jié)構(gòu)對黑磷發(fā)光特性的影響
    3.1 引言
    3.2 亞波長周期性結(jié)構(gòu)對光的調(diào)制作用
    3.3 黑磷的起源、制備及表征
        3.3.1 黑磷的起源
        3.3.2 黑磷的制備
        3.3.3 黑磷性質(zhì)的表征
3N₄/SIO₂周期性結(jié)構(gòu)的制備及其對黑磷發(fā)光的影響">    3.4 亞波長SI₃N₄/SIO₂周期性結(jié)構(gòu)的制備及其對黑磷發(fā)光的影響
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 周期性亞波長硅納米柱對摻鉺氧化鎵發(fā)光特性影響
    4.1 引言
    4.2 周期性亞波長硅納米柱對摻鉺氧化鎵發(fā)光特性影響
    4.3 自組裝技術制備周期性硅納米柱
    4.4 摻鉺氧化鎵的制備以及其光學特性的表征
        4.4.1 摻鉺氧化鎵的制備及測試
        4.4.2 摻鉺氧化鎵結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的表征
    4.5 周期性亞波長硅納米柱對摻鉺氧化鎵發(fā)光特性影響
    4.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 亞波長結(jié)構(gòu)對表面等離激元共振的影響
    5.1 引言
    5.2 納米圖形的制備
        5.2.1 利用相變材料制備亞波長結(jié)構(gòu)的機理
        5.2.2 利用相變材料GSBT制備亞波長結(jié)構(gòu)
        5.2.3 利用相變材料GST制備亞波長結(jié)構(gòu)
    5.3 量子點材料發(fā)光材料
    5.4 AU亞波長結(jié)構(gòu)對表面等離激元共振的影響
        5.4.1 表面等離激元共振的機理
        5.4.2 表面等離激元結(jié)構(gòu)及其對InGaAs量子點光致發(fā)光的影響
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 亞十納米結(jié)構(gòu)電學特性研究
    6.1 引言
    6.2 亞十納米結(jié)構(gòu)的制備
        6.2.1 金屬鈦制備納米結(jié)構(gòu)的機理
        6.2.2 超衍射納米圖形的制備及表征
    6.3 亞十納米結(jié)構(gòu)的電學性質(zhì)
        6.3.1 狹縫電極的制備
        6.3.2 狹縫電極的電學特性
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻
總結(jié)與展望
    論文總結(jié)
    展望
在學期間研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于聚合物低單光子吸收連續(xù)激光直寫技術研制亞衍射極限納米孔陣列（英文）[J]. 范連斌,張琛,李紅福,王凱歌,馮曉強,趙偉,王偉超,白晉濤.  稀有金屬材料與工程. 2018(01)
[2]激光超衍射加工機理與研究進展[J]. 張心正,夏峰,許京軍.  物理學報. 2017(14)
[3]Recent progress on upconversion luminescence enhancement in rare-earth doped transparent glass-ceramics[J]. 邱建備,焦清,周大成,楊正文.  Journal of Rare Earths. 2016(04)
[4]Photonic crystal cavities and integrated optical devices[J]. GAN Lin,LI ZhiYuan.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(11)
[5]Si基Ⅳ族異質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)光器件的研究進展[J]. 何超,張旭,劉智,成步文.  物理學報. 2015(20)
[6]Si基IV族光電器件的研究進展（一）—激光器[J]. 劉智,張旭,何超,黃文奇,薛春來,成步文.  激光與光電子學進展. 2014(11)
[7]磁控濺射鍍膜的原理與故障分析[J]. 郝曉亮.  電子工業(yè)專用設備. 2013(06)
[8]原子力顯微鏡的幾種成像模式簡介[J]. 陳注里,李英姿,錢建強,陽睿.  電子顯微學報. 2013(02)
[9]硅納米線光致發(fā)光的原理及研究進展[J]. 楊麗嬌,王金良,楊成濤,梅麗潤.  材料導報. 2012(21)
[10]掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)及對樣品的制備[J]. 王醒東,林中山,張立永,夏芳敏,孔梅梅.  廣州化工. 2012(19)

博士論文
[1]電鏡原位納米磁結(jié)構(gòu)單體的磁電特性研究[D]. 張軍偉.蘭州大學 2016
[2]納米焊料的制備、微/納表征及納米焊接應用[D]. 張宏.蘭州大學 2016

碩士論文
[1]基于表面等離激元效應的金屬納米結(jié)構(gòu)光學特性的研究[D]. 李婷.北京郵電大學 2011
[2]單分散聚苯乙烯乳膠粒的制備及二維有序膠體晶體的自組裝研究[D]. 明三軍.武漢理工大學 2005



本文編號：3023800