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纳米柱表面等离子体共振的调制及其红外光谱增强特性研究

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化学学报 2013年第9期71卷 1275-1280页

作者：吕江涛杨琳娟李志刚魏永涛张宝健梁丽勤王凤文司光远东北大学信息科学与工程学院沈阳110819

采用电子束直写光刻和离子束刻蚀的方法,将具有不同周期的纳米金柱阵列制备于透明的石英衬底上.通过对样品的透射光谱进行采集和分析可知,改变纳米柱阵列周期可以实现在红外波段对局域表面等离子共振的精密调节.实验结果表明,在透射谱... 详细信息

采用电子束直写光刻和离子束刻蚀的方法,将具有不同周期的纳米金柱阵列制备于透明的石英衬底上.通过对样品的透射光谱进行采集和分析可知,改变纳米柱阵列周期可以实现在红外波段对局域表面等离子共振的精密调节.实验结果表明,在透射谱中共振谷的波长随着周期的增大而红移,且红移的距离可以通过控制纳米柱阵列的周期进行调制.理论模拟结果与实验结果在一定程度上相吻合.此外,还对不同高度的纳米柱阵列的透射谱进行比较和分析.更进一步,将制备的纳米银柱阵列和傅里叶变换光谱仪的ATR附件相耦合,有效增强了葡萄糖溶液的吸收谱强度.可见周期结构的纳米柱阵列可以有效增大样品表面的近场场强,在信号传感和检测等领域有着广泛的应用前景.

关键词：纳米柱表面等离子体共振调制傅里叶变换红外光谱仪光谱增强

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超小间距纳米柱阵列中的谐振调制

物理学报 2013年第23期62卷 381-386页

作者：吕江涛赵玉倩宋爱娟杨琳娟张杨宇刘艳谷琼婵姜潇潇马振鹤王凤文司光远东北大学秦皇岛分校控制工程学院秦皇岛066004

本文首先研究了具有通常柱间距(大于100 nm)的纳米柱阵列在近红外波段的光学特性并实现了通过改变阵列参数(如周期)来调制局域表面等离子体谐振.随后,通过使用电子束直写和离子束刻蚀的方法制备出具有超小柱间距(小于50 nm)和超高密度(u... 详细信息

本文首先研究了具有通常柱间距(大于100 nm)的纳米柱阵列在近红外波段的光学特性并实现了通过改变阵列参数(如周期)来调制局域表面等离子体谐振.随后,通过使用电子束直写和离子束刻蚀的方法制备出具有超小柱间距(小于50 nm)和超高密度(ultrahigh density)的纳米柱阵列并通过对表面等离子体谐振的调制实现了在可见光波段滤出不同颜色的单色光.本文中所展示的纳米柱功能阵列可以与现有的数字光处理(digital light processing,DLP)技术相兼容进而构造具有超小像素的显示屏,可以在显示、成像等领域取得广泛的应用.

关键词：纳米柱超小间距超高密度显示

硅基纳米柱GaN-LED的制备与光谱特性分析

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光谱学与光谱分析 2019年第8期39卷 2450-2453页

作者：张雨茜陆志成张伟郭俊宏张雪花胡芳仁南京邮电大学电子与光学工程学院

Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管因具有寿命长、尺寸小、高效、节能等优点,得到广泛的研究与应用。随着光通信、万物互联等领域的进一步发展,需要开发高质量的微纳光源和微纳光波导。纳米柱氮化镓发光二级管(GaN-LED)是一种重要的微纳光源,具... 详细信息

Ⅲ-Ⅴ族氮化物发光二极管因具有寿命长、尺寸小、高效、节能等优点,得到广泛的研究与应用。随着光通信、万物互联等领域的进一步发展,需要开发高质量的微纳光源和微纳光波导。纳米柱氮化镓发光二级管(GaN-LED)是一种重要的微纳光源,具有广阔的应用前景。另一方面,作为应用最广的硅半导体材料本身并不是直接半导体,发光效率低下而不能作为光源使用。因此,研究基于硅基板的纳米柱GaN-LED微纳光源具有非常重要的意义。采用射频分子束外延技术(MBE)在Si基板上沉积并生长具有GaN缓冲层、 Si掺杂的n-GaN层、 4个周期的InGaN/GaN量子阱层和Mg掺杂的p-GaN层的GaN基PN结构。利用扫描电子显微镜(SEM)观察其表面和侧面形貌,可观察到以一定的倾斜角度生长于衬底表面、排列紧密且整齐的纳米柱。利用微纳加工技术制备纳米柱GaN-LED,对已获得的纳米柱外延片进行SOG填充、 FAB刻蚀,在p-GaN层和Si衬底侧蒸镀电极,并对LED两电极施加直流电压,进行I/V曲线和电致发光(EL)特性的测试。纳米柱GaN-LED的阈值电压为1.5 V,在室温下的峰值波长为433 nm。纳米柱结构可有效减小LED的阈值,在相同电压情况下,纳米柱LED的亮度更高,展现了良好的发光特性。 GaN纳米材料与体材料相比,纳米结构中存在应力弛豫可以有效地降低位错密度,尺寸小于光生载流子或激子的扩散长度,因而能够减小光电子器件激活层中的局域化效应。通过TCAD仿真,对与实验结构相同的纳米柱GaN-LED两电极分别施加5, 6和7 V的电压,可得到纳米柱LED的发光光谱。仿真结果显示纳米柱GaN-LED的发光波长在 414~ 478 nm之间,发光颜色为天青蓝到蓝紫色之间,峰值波长为442 nm,发出鲜亮蓝色的光,与实验获得的EL光谱结果相近。随电压增大,发光光谱峰值波长减小,出现轻微的峰值波长蓝移。在纳米柱结构中InGaN/GaN区域产生强烈的极化效应,纳米柱结构在量子阱区域的载流子浓度增加,削弱了量子限制斯塔克效应,从而使LED波长峰值向高频率移动即蓝移。其次,纳米柱结构能够引起应力释放,也会引起峰值波长蓝移。

关键词：氮化镓分子束外延纳米柱发光二级管微纳加工光谱分析

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氧化锌纳米柱阵列的水热合成及其性能

材料研究学报 2015年第7期29卷 529-534页

作者：汤洋赵颖张增光陈颉北京低碳清洁能源研究所北京102211

用水热法在溶解有Zn(CH3COO)2与C6H12N4的溶液中添加NH4NO3与Al(NO3)3制备了ZnO纳米柱阵列。结果表明,添加在溶液中的NH4NO3降低了制备出的ZnO纳米柱的缺陷态密度,减小了其内部的非辐射复合中心的密度。ZnO纳米柱内部的非辐射复合的减... 详细信息

用水热法在溶解有Zn(CH3COO)2与C6H12N4的溶液中添加NH4NO3与Al(NO3)3制备了ZnO纳米柱阵列。结果表明,添加在溶液中的NH4NO3降低了制备出的ZnO纳米柱的缺陷态密度,减小了其内部的非辐射复合中心的密度。ZnO纳米柱内部的非辐射复合的减弱导致其斯托克斯位移降低49%,从而得到高质量的ZnO纳米柱阵列。控制NH4NO3与Al(NO3)3在溶液中的添加可在3.36-3.57 e V范围内调控ZnO纳米柱的光学带隙宽度。Al的引入使ZnO纳米柱内部载流子的浓度提高,在布尔斯坦-莫斯效应作用下纳米柱的光学带隙蓝移至3.56-3.57 e V。

关键词：无机非金属材料光学带隙水热法纳米柱

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水热法合成SnO_2金红相纳米柱晶体

人工晶体学报 2006年第1期35卷 107-109页

作者：韦志仁李军刘超林琳郑一博葛世艳张华伟窦军红河北大学物理科学与技术学院保定071002

本文采用水热法,以SnC l4.5H2O为前驱物,NaOH为矿化剂,在180℃,填充度为68%,通过加入不同量的NaOH,调节溶液pH值分别为2、4、11,合成了三种具有不同形态的金红相SnO2纳米晶体。其中在较高浓度的酸或强碱环境下合成了具有清晰结构,长100n... 详细信息

本文采用水热法,以SnC l4.5H2O为前驱物,NaOH为矿化剂,在180℃,填充度为68%,通过加入不同量的NaOH,调节溶液pH值分别为2、4、11,合成了三种具有不同形态的金红相SnO2纳米晶体。其中在较高浓度的酸或强碱环境下合成了具有清晰结构,长100nm、直径10nm的SnO2纳米柱体。

关键词：二氧化锡水热合成纳米柱

水热法合成SnO_2金红相纳米柱和亚微米晶体

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人工晶体学报 2006年第4期35卷 736-738页

作者：张子生张晓军王伟伟李军刘超韦志仁河北大学物理科学与技术学院保定071002

本文采用水热法，以SnCl4·5H2O为前驱物，在180℃，填充度为68％，反应时间8h，强酸环境条件下合成了SnO2纳米金红相晶体，直径约为5～10nm，长30～100nm。加入一定量的NaOH，调节溶液pH值为强碱性（pH=11），同样条件下也合成了SnO2... 详细信息

本文采用水热法，以SnCl4·5H2O为前驱物，在180℃，填充度为68％，反应时间8h，强酸环境条件下合成了SnO2纳米金红相晶体，直径约为5～10nm，长30～100nm。加入一定量的NaOH，调节溶液pH值为强碱性（pH=11），同样条件下也合成了SnO2金红相纳米柱晶体，长200nm、直径10～20nm.提高水热反应的温度为430℃，矿化剂为3mol／L NaOH，反应时间24h，合成了亚微米金红相SnO2晶体，最大线度为300nm.

关键词：二氧化锡水热合成纳米柱晶体

纳米柱InGaN/GaN多量子阱的干法刻蚀制备技术

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半导体技术 2018年第4期43卷 296-300页

作者：闫晓密姜红苓贾美琳江苏新广联半导体有限公司

纳米柱GaN基多量子阱（MQW）拥有量子尺寸效应以及应变释放等特性,对于提高GaN基发光二极管（LED）的发光效率具有重要意义。采用快速热退火（RTA）形成的自组装Ni纳米颗粒作为刻蚀掩膜,利用电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）制... 详细信息

纳米柱GaN基多量子阱（MQW）拥有量子尺寸效应以及应变释放等特性,对于提高GaN基发光二极管（LED）的发光效率具有重要意义。采用快速热退火（RTA）形成的自组装Ni纳米颗粒作为刻蚀掩膜,利用电感耦合等离子体反应离子刻蚀（ICP-RIE）制备纳米柱InGa N/Ga N MQW。通过改变RTA温度发现在800℃以上才能有效形成Ni纳米颗粒掩膜。不同的ICP和射频（RF）功率条件下制备的纳米柱MQW光致发光强度相比于相同结构的平面MQW会发生显著变化。通过优化ICP-RIE的刻蚀条件,可以获得发光强度显著提高的纳米柱MQW结构。同时,纳米柱MQW中压电极化场的减弱会形成光致发光峰位蓝移。

关键词： InGaN 多量子阱(MQW) 纳米柱干法刻蚀自组装Ni纳米颗粒快速热退火(RTA)

氢氧化钠刻蚀多孔阳极氧化铝制备氧化铝纳米柱及其疏水性能

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现代化工 2019年第2期39卷 121-124,126页

作者：陈新华马永梅许昌学院化学化工学院河南许昌461000 中国科学院化学研究所中国科学院绿色印刷重点实验室北京100190

以多孔阳极氧化铝为原料,用Na OH溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件得到氧化铝纳米柱和纳米柱团簇结构。利用扫描电子显微镜对其结构进行观察。结果表明,独立纳米柱直径约100 nm,高约100～250 nm;纳米柱团簇是由直径约100 nm、高约1μm... 详细信息

以多孔阳极氧化铝为原料,用Na OH溶液进行化学腐蚀,控制适当的条件得到氧化铝纳米柱和纳米柱团簇结构。利用扫描电子显微镜对其结构进行观察。结果表明,独立纳米柱直径约100 nm,高约100～250 nm;纳米柱团簇是由直径约100 nm、高约1μm的纳米柱组成,团簇之间间距约1～2μm。该结构的表面和光滑氧化铝表面、多孔阳极氧化铝(纳米孔洞结构)表面分别修饰氟硅烷后,氧化铝纳米柱束团簇结构表面对水的接触角高达155°,比光滑表面(101°)和纳米孔洞结构表面(144°)都要高。

关键词：多孔氧化铝膜化学蚀刻纳米柱纳米柱团簇

使用金种子层在光纤上生长高质量氧化锌纳米柱（英文）

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纳米技术与精密工程 2016年第5期14卷 337-341页

作者：张乾坤刘晶精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学) 天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

氧化锌纳米柱因其优越的电学和光学特性,被广泛应用在传感、发光、能量存储等领域.高质量氧化锌纳米柱的生长是制备工艺中的关键因素.然而传统方法因工艺过程中涉及高温等问题而不兼容于光纤折射率传感器.因此,本文提出一种新的用于在... 详细信息

氧化锌纳米柱因其优越的电学和光学特性,被广泛应用在传感、发光、能量存储等领域.高质量氧化锌纳米柱的生长是制备工艺中的关键因素.然而传统方法因工艺过程中涉及高温等问题而不兼容于光纤折射率传感器.因此,本文提出一种新的用于在光纤端面生长高质量氧化锌纳米柱的方法.首先在光纤端面蒸镀一层金膜(约5nm)作为种子层,然后用水热法生长氧化锌纳米柱.在实验中,通过调节生长的时间和溶液的p H值,可以调控氧化锌纳米柱的生长质量.扫描电子显微镜照片表明所制备氧化锌纳米柱质量较高.

关键词：氧化锌纳米柱种子层水热法光纤