研究目的
展示在III-V族氮化物中引入具有不同几何形状的等离子体金和银纳米内含物的可能性,以实现可调光学特性,用于红外传感或全光基集成电路应用。
研究成果
该研究成功实现了在氮化铝(AlN)中引入等离激元金(Au)和银(Ag)纳米内含物,获得了可调谐的光学特性并增强了光学各向异性。该平台为红外传感及全光集成回路应用提供了潜在可能。
研究不足
金属和III族氮化物在不同生长条件下的复杂性及其晶格匹配性带来了挑战。本研究以AlN为模型体系,将该方法推广至其他III族氮化物仍需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用脉冲激光沉积(PLD)系统进行薄膜生长,重点研究含Au和Ag纳米颗粒的AlN基纳米复合材料。通过精确控制生长条件实现不同几何形态的纳米颗粒分布。
2:样品选择与数据来源:
薄膜在c面蓝宝石和(001)硅衬底上于真空及氮气氛围条件下沉积制备。
3:实验设备与材料清单:
使用KrF准分子激光器(Lambda Physik Compex Pro 205,λ=248 nm)进行PLD沉积。表征手段包括XRD、TEM、HAADF-STEM、SAED、EDS、紫外-可见分光光度计、椭圆偏振仪和FTIR光谱分析。
4:实验流程与操作步骤:
薄膜在700°C下沉积后经真空冷却处理,采用多种技术对微观结构和光学性能进行表征。
5:数据分析方法:
通过分析光学与电学特性确定带隙调控、等离激元共振及介电函数各向异性。
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X-ray diffractometer
Panalytical X’Pert
Panalytical
Characterization of crystalline quality and orientation of thin films.
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Transmission electron microscope
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Spectroscopic ellipsometer
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KrF excimer laser
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Lambda Physik
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Nicolet 8700 FT-IR
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