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《华东师范大学》 2015年
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近红外飞秒激光激发ZnSe、ZnO表面纳米周期结构发光特性研究

潘佳  
【摘要】:固体表面的结构对其物理、化学、力学以及生物等方面的性质具有重要影响。飞秒激光表面加工技术作为一种新兴的加工技术,可以应用于各种材料,包括金属、半导体、透明介质等。因其具有灵活和高效的加工特性,飞秒激光表面加工技术在机械、微电子、生物传感、物理、化学等领域具有广阔的应用前景。 Ⅱ-Ⅴ族半导体在光电子、微电子、信息科学等科技领域具有十分广泛的应用前景,引起了人们大量的研究热情和关注。ZnSe和ZnO是Ⅱ-Ⅵ半导体中具有代表性的两种,他们具有室温下的宽带隙与高激子束缚能,在短波长光谱范围内具有高效的光发射性能。因此ZnSe和ZnO的晶体及其微纳结构可以作为优秀的光发射器件、纳米激光器件、传感器等器件的候选材料。 本文中我们使用800nm飞秒激光三光束干涉技术,在ZnSe和ZnO晶体表面制备了二维复合微米/纳米周期结构。使用红外激光作为激发光,研究了制备的纳米结构的光学以及光致发光特性。 ZnSe样品实验中使用中心波长在1200-1600nm范围内的红外飞秒激光激发。与ZnSe晶体的平滑表面相比,ZnSe二维纳米结构中显示了近带隙发光的极大增强以及二次谐波产生的抑制现象。我们对ZnSe二维纳米结构的光谱和近带隙发光增强机制进行了研究,发现近带隙发光增强源于几种机制的综合作用:样品晶格和表面结构改变引起光吸收的增强,二次谐波的重新吸收等。 使用中心波长范围在1200-2000nm的红外飞秒激光作为激发光,ZnO的二维结构显示了很强烈的UV发光增强现象。在低于带隙的光谱范围内,样品的吸收谱显示出很强的近似均一的吸收。我们提出:800nm飞秒激光对ZnO晶体的烧蚀过程中,在晶体的晶格结构中引入了大量的缺陷态,缺陷态的存在引起了带隙内吸收与紫外发光的极大增强。我们建立了一个包含缺陷态的二能级系统的理论模型,并求解了此系统中多光子吸收的薛定谔方程。研究结果表明,带隙中缺陷态的能级分布,引起了多光子吸收、电子跃迁末态布局数的极大增加,很好地解释了实验结果。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O734

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 彭娜娜;霍燕燕;周侃;贾鑫;潘佳;孙真荣;贾天卿;;飞秒激光诱导自组织纳米周期结构及其光学特性的研究进展[J];物理学报;2013年09期
【共引文献】
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1 聂二勇;刘东来;张云森;杨治美;刘俊刚;龚敏;孙小松;;Zn-ZnO纳米结构的制备及退火条件对其光学性能的影响[J];半导体光电;2010年04期
2 张璠;赵有文;董志远;张瑞;杨俊;;铟掺杂ZnO体单晶的生长及其性质[J];半导体学报;2008年08期
3 姜晶;吴志明;王涛;郭正宇;于贺;蒋亚东;;革命性的新材料——黑硅[J];材料导报;2010年07期
4 朱光平;刘忠良;刘亲壮;;多光子激发下ZnO微针的紫外激光特性研究[J];光电子.激光;2011年07期
5 苏元捷;蒋亚东;吴志明;赵国栋;;势垒层对黑硅光电探测器性能影响的研究[J];光电子.激光;2011年10期
6 阮召崧;彭滟;朱亦鸣;何波涌;;飞秒激光烧蚀硅表面产生微纳结构过程中激光脉冲数目的影响[J];光学技术;2011年02期
7 张姗;胡晓宁;廖洋;何飞;刘昌宁;程亚;;Microstructuring of anti-reflection film for HgCdTe/Si IRFPA with femtosecond laser pulse[J];Chinese Optics Letters;2013年03期
8 王熙元;黄永光;刘德伟;朱小宁;崔晓;朱洪亮;;Formation of single crystalline tellurium supersaturated silicon pn junctions by ion implantation followed by pulsed laser melting[J];Journal of Semiconductors;2013年06期
9 吴勃;周明;李保家;蔡兰;;飞秒激光不锈钢表面陷光微结构的制备与性能研究[J];功能材料;2013年21期
10 林金堂;;四针状氧化锌/碳纳米管复合阴极的制备及其场发射性能研究[J];光电子技术;2013年04期
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1 赵纪红;基于飞秒激光技术的硅表面特性研究及光电器件制备[D];吉林大学;2011年
2 梅浩;新型表面微结构硅及其在太阳能热电系统应用的研究与探索[D];重庆大学;2011年
3 鲍玺;超短激光脉冲表面微构造硅及其光电性质的研究[D];复旦大学;2010年
4 李毅刚;新型掺铒光学材料及光波导的制备与光学性质研究[D];复旦大学;2005年
5 魏素凤;氧化锌薄膜与纳米棒的制备及其光学性能的研究[D];吉林大学;2009年
6 FODJOUONG GHISLAIN JOEL;以氧化锌为基础的纳米结构的膜以及其在染料敏化太阳能电池中的应用[D];华中师范大学;2013年
7 卓玉江;利用表面活性剂辅助的溶液路线在金属基片上生长异质结构纳米材料及性能研究[D];东北师范大学;2013年
8 Muhammad Saleem;氧化锌纳米结构的制备、表征及在染料太阳能电池中的应用[D];重庆大学;2013年
9 许丹华;Zn_(1-x)Cu_xO微纳结构的制备及其光学磁学性质研究[D];上海交通大学;2013年
10 方彦俊;氧化锌纳米线的制备及其发光与电输运研究[D];浙江大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 杨宏,张铁桥,王树峰,龚旗煌;钛蓝宝石飞秒超快光谱技术及其应用进展[J];物理学报;2000年07期
2 姜雄伟,263.net;Tel:+862159534890Ext.596;Fax:+862159929373.,邱建荣,朱从善,K.Hirao,干福熹;飞秒激光作用下光学玻璃和激光玻璃的光致暗化及其ESR研究[J];物理学报;2001年05期
3 何峰,余玮,陆培祥;飞秒强激光作用下线性等离子体层中光场和电子密度的自洽分布[J];物理学报;2003年08期
4 曾惠丹,曲士良,姜雄伟,邱建荣,朱从善,干福熹;飞秒激光作用下金掺杂硅酸盐玻璃的光致晶化研究[J];物理学报;2003年10期
【相似文献】
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1 姜燕;杨盛谊;张秀龙;滕枫;徐征;侯延冰;;基于ZnSe的有机-无机异质结电致发光器件[J];物理学报;2006年09期
2 П.В.Гаугаш ,范希武;低阻ZnSe单晶的辐射复合机理[J];国外发光与电光;1977年Z1期
3 胡德良;ZnSe的无氩快速生长及掺Ⅲ族元素的电致发光[J];国外发光与电光;1979年Z1期
4 三岛友义,北川文孝,高桥清,王全坤;分子束外延法生长的低阻硒化锌(ZnSe)单晶膜及其在电子器件上的应用[J];发光与显示;1982年04期
5 黄锡珉;升华法生长ZnSe单晶中化学计量比和成核的控制[J];人工晶体;1985年Z1期
6 陈彩廷;;电子束激励的ZnSe激光器[J];激光与光电子学进展;1987年08期
7 姜子平,孙寅官;ZnSe薄膜的无腔光学双稳态[J];量子电子学;1987年01期
8 王吉丰,黄锡珉,张志舜;ZnSe:Al发光光谱的研究[J];发光学报;1988年01期
9 张吉英,范希武,杨宝均;ZnSe单晶质量对其高密度激发发光的影响[J];发光学报;1989年04期
10 王吉丰,黄锡珉;用改进升华方法生长ZnSe单晶[J];人工晶体学报;1990年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许宁;赖菊水;沈轶群;吴嘉达;孙剑;应质峰;;脉冲激光烧蚀沉积合成ZnSe纳米线及其光电特性研究[A];第八届全国光学前沿问题讨论会论文集[C];2009年
2 ;Synthesis in a Simple Route and Characterization of Wurtzite ZnSe Nanoflakes[A];中国化学会第六届全国结构化学学术会议论文摘要[C];2012年
3 许宁;杜元成;应质峰;凌浩;李富铭;;脉冲激光烧蚀沉积ZnSe簿膜的研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
4 任丁;姜辉;黄宁康;;ZnSe抛光与其透过率关系的研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
5 姜薇薇;赵谡玲;张福俊;徐征;;ZnSe的电致发光特性及机理研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
6 王威;张霞;徐君莉;;电化学沉积ZnSe薄膜及光催化性能研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第12分会:催化化学[C];2014年
7 王向阳;方珍意;蔡以超;张力强;肖红涛;;CVD法生长ZnSe的工艺分析[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
8 方军;曹卫东;魏小兰;沈培康;;CdSe、ZnSe纳米晶的制备及其光致发光特性研究[A];2004年中国纳米技术应用研讨会论文集[C];2004年
9 魏乃光;苏小平;黎建明;;化学气相沉积ZnSe生长过程中粉末的控制[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集(C辑)[C];2005年
10 金磊;王建波;曹广义;徐中领;;ZnSe纳米结构的透射电子显微学研究[A];中南地区第十六届电子显微镜学术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯博;ZnSe纳米材料的制备及光学、光催化性能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
2 韩冬梅;CdSe/CdS、ZnSe及其掺杂纳米材料的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年
3 张孟;ZnSe一维纳米材料的液相合成、掺杂、及其光学性质研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 李焕勇;ZnSe晶体的气相生长与光电特性研究[D];西北工业大学;2003年
5 昝峰;ZnSe(S)和InP/ZnS荧光量子点的合成、光学性质研究及应用[D];上海交通大学;2012年
6 潘佳;近红外飞秒激光激发ZnSe、ZnO表面纳米周期结构发光特性研究[D];华东师范大学;2015年
7 韩学;ZnO-Au及ZnSe基杂化纳米晶的制备及其光学性能研究[D];天津大学;2009年
8 方正;高质量水溶性荧光量子点的合成及在光电转换中的应用[D];华东理工大学;2011年
9 王晓华;Si衬底上ZnSe,ZnTe薄膜及其量子阱的LP-MOCVD生长和光学特性[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
10 宋晋湘;ZnCdSe和Nip纳米体系的XAFS研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 季正华;ZnSe电子结构与性质的第一性原理研究[D];扬州大学;2009年
2 赵海涛;ZnSe薄膜生长及工艺优化[D];西北工业大学;2004年
3 张成光;电化学共沉积ZnSe薄膜材料及抑氢机理研究[D];河南理工大学;2007年
4 李振毅;中红外波段的ZnSe晶体制备及性能研究[D];长春理工大学;2012年
5 封雪;ZnSe、ZnS及ZnSe/ZnS核壳量子点的合成控制与表征[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 丁伟;溶剂热法合成ZnSe晶体的研究[D];太原理工大学;2010年
7 白大伟;ZnSe薄膜化学反应助热壁外延生长及性能表征[D];西北工业大学;2007年
8 杨国生;ZnSe薄膜的制备及性能表征[D];长春理工大学;2014年
9 蔡晓锐;ZnSe薄膜的电沉积法制备及其性能表征[D];长春理工大学;2009年
10 杨建立;ZnSe薄膜的电沉积法制备研究[D];天津大学;2006年
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