半導(dǎo)體-貴金屬復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的超快非線性光學(xué)特性研究.pdf

1、半導(dǎo)體量子點可以看做是一種零維的結(jié)構(gòu),由于其中的電子和空穴在三維空間范圍受到強的量子限制效應(yīng),因而可以通過簡單地改變量子點的尺寸來調(diào)節(jié)其電學(xué)和光學(xué)特性。半導(dǎo)體納米晶量子點中分立的電子能態(tài)和強的庫侖相互作用,使其具有一些新奇的特性,如:可通過尺寸調(diào)節(jié)的光學(xué)特性、光學(xué)非線性和高的載流子倍增效率等。由于這些特性和他們在低閾值激光器、發(fā)光二極管、太陽能電池和非線性光子器件等方面的潛在應(yīng)用,使得量子點被人們深入和廣泛的研究。金屬等離子體納米結(jié)構(gòu)可

2、以通過其表面等離子體的增強局域場與量子點中激子的相互作用,來極大地增強一系列光學(xué)過程,如表面等離子體增強的光催化、光吸收和光伏效應(yīng)、表面等離子體增強熒光、熒光共振能量轉(zhuǎn)移和光學(xué)非線性過程,使得半導(dǎo)體量子點/金屬納米結(jié)構(gòu)體系在線性和非線性光學(xué)領(lǐng)域都具有極其重要的應(yīng)用前景。本論文將Z掃描技術(shù)、飛秒泵浦探測和微區(qū)光譜技術(shù)有機結(jié)合起來,對半導(dǎo)體薄膜、半導(dǎo)體量子點、金屬納米結(jié)構(gòu)以及半導(dǎo)體量子點/金屬納米結(jié)構(gòu)復(fù)合體系的光學(xué)非線性和超快動力學(xué)過程進(jìn)行

3、了系統(tǒng)研究。全文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用飛秒泵浦探測技術(shù),對不同激發(fā)光能量下不同尺寸的CdTe量子點中激子躍遷和復(fù)合的超快動力學(xué)過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　(2)采用脈沖激光沉積技術(shù),在石英基片上制備了單結(jié)晶相的Cu2O多晶薄膜,并利用Z掃描的方法研究了在不同激發(fā)光能量下Cu2O薄膜的三階非線性光學(xué)特性。
　　(3)采用納米球刻蝕技術(shù)結(jié)合脈沖激光沉積技術(shù),在石英襯底上制備了周期性排布的Au納米顆粒陣列,并通過控制

4、退火溫度和時間來調(diào)節(jié)其表面等離子體吸收峰的位置,然后通過滴涂法將CdTe量子點附著在Au納米顆粒陣列表面得到CdTe量子點-Au納米顆粒陣列復(fù)合結(jié)構(gòu)。研究了該復(fù)合結(jié)構(gòu)的線性與非線性光學(xué)特性,并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)Au納米顆粒的表面等離子體吸收峰位調(diào)節(jié)到與CdTe量子點中的激子躍遷共振時,能夠得到最高的熒光效率和最大的非線性折射率。
　　(4)采用遠(yuǎn)場微區(qū)光譜技術(shù),研究了在400nm和800nm飛秒激光的激發(fā)下,單根Ag納米線對周圍CdTe量子