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以表面等离子体为媒介的ZnO薄膜发光增强特性研究

邱东江 范文志 翁圣 吴惠桢 王俊

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以表面等离子体为媒介的ZnO薄膜发光增强特性研究

邱东江, 范文志, 翁圣, 吴惠桢, 王俊

Surface-plasmon-mediated emission enhancement from Ag-capped ZnO thin films

Qiu Dong-Jiang, Fan Wen-Zhi, Weng Sheng, Wu Hui-Zhen, Wang Jun
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  • 采用两步法制备Si基Ag/ZnO双层结构薄膜,研究了Ag覆盖层的厚度和生长温度T对ZnO近带边发光强度的影响.对于厚度为100 nm的ZnO薄膜,发现Ag覆盖层的最佳厚度仅为8 nm,此时双层薄膜相对于单层ZnO薄膜的发光增强因子达到最大值8.1;同时还发现,在最佳Ag层厚度下,生长温度T300 ℃时生长Ag所获Ag/ZnO双层薄膜的ZnO发光强度比生长温度T200 ℃时生长的双层薄膜样品大一倍以上, 18.结合对双层薄膜表
    Ag/ZnO bilayer thin films are fabricated on Si substrates via two-step approach of ZnO sputtering + Ag evaporation. The enhancement of the near band edge (NBE) emission of the ZnO film is realized through coupling between the surface plasmon resonating energy at Ag/ZnO interface and the photonic energy of ZnO NBE emission. The dependence of the emission enhancement ratio of ZnO on the thickness and the growth temperature T of Ag cap-layers are investigated. By evaporating Ag(8 nm) cap-layer onto ZnO(100 nm) film at high substrate temperatures (T300 ℃), the value reaches about 18,i.e., 18, which is more than twice that of Ag(8 nm)/ZnO(100 nm) bilayer films grown at low temperatures (T200 ℃). It is found that the realization of the larger can be ascribed to the bigger surface roughness of Ag/ZnO bilayer samples prepared under higher growth temperatures.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50472058)和浙江省自然科学基金(批准号:Y4080171)资助的课题.
    [1]

    Ritchie R H 1957 Phys. Rev. 106 874

    [2]

    Lal S, Link S, Halas N J 2007 Nat. Photon. 1 641

    [3]
    [4]
    [5]

    Hao P, Wu Y H, Zhang P 2010 Acta Phys. Sin. 59 6532 (in Chinese) [郝 鹏、吴一辉、张 平 2010 物理学报 59 6532]

    [6]
    [7]

    Zhang H X, Gu Y, Gong Q H 2008 Chin. Phys. B 17 2567

    [8]
    [9]

    Xue W R, Guo Y N, Zhang W M 2009 Chin. Phys. B 18 2529

    [10]
    [11]

    Stiles P L, Dieringer J A, Shah N C, Duyne R P V 2008 Annu. Rev. Anal. Chem. 1 601

    [12]
    [13]

    Huang Q, Wang J, Cao L R, Sun J, Zhang X D, Geng W D, Xiong S Z, Zhao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 1980 (in Chinese) [黄 茜、王 京、曹丽冉、孙 建、张晓丹、耿卫东、熊绍珍、赵 颖 2009 物理学报 58 1980]

    [14]
    [15]

    Huang Q, Zhang X D, Zhang H, Xiong S Z, Geng W D, Geng X H, Zhao Y 2010 Chin. Phys. B 19 047304

    [16]

    Lezec H J, Thio T 2004 Opt. Express 12 3629

    [17]
    [18]
    [19]

    Hua L, Song G F, Guo B S, Wang W M, Zhang Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 7210 (in Chinese) [花 磊、宋国峰、郭宝山、汪卫敏、张 宇 2008 物理学报 57 7210]

    [20]

    Wang L C, Deng L, Cui N, Niu Y P, Gong S Q 2010 Chin. Phys. B 19 017303

    [21]
    [22]
    [23]

    Gong Z Q, Liu J Q 2010 Chin. Phys. B 19 067303

    [24]

    Okamoto K, Niki I 2004 Nat. Mater. 3 601

    [25]
    [26]
    [27]

    You J P, Zhang X W, Fan Y M, Yin Z G, Cai P F, Chen N F 2008 J. Phys. D 41 205101

    [28]
    [29]

    Cheng P, Li D, Yuan Z, Chen P, Yang D 2008 Appl. Phys. Lett. 92 041119

    [30]
    [31]

    Liu K W, Tang Y D, Cong C X, Sum T C, Huan A C H, Shen Z X, Wang L, Jiang F Y, Sun X W, Sun H D 2009 Appl. Phys. Lett. 94 151102

    [32]
    [33]

    Lai C W, Ong H C 2005 Appl. Phys. Lett. 86 251105

    [34]

    Lin H Y, Cheng C L, Chou Y Y, Huang L L, Chen Y F 2006 Opt. Express 14 2372

    [35]
    [36]
    [37]

    Gifford D K, Hall D G 2002 Appl. Phys. Lett. 81 4315

    [38]

    Qiu D J, Wan Z F, Cai X K, Yuan Z J, Hu L, Zhang B P, Cai C F, Wu H Z 2010 Opt. Express 18 23385

    [39]
    [40]

    Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W 2003 Nature 424 824

    [41]
    [42]
    [43]

    Ozgur U, Alivov Y I, Liu C, Teke A, Reshchikov M A, Dogan S, Avrutin V, Cho S J, Morkoc H 2005 J. Appl. Phys. 98 041301

    [44]
    [45]

    Ebbesen T W, Lezec H J, Ghaemi H F, Thio T, Wolff P A 1998 Nature 391 667

  • [1]

    Ritchie R H 1957 Phys. Rev. 106 874

    [2]

    Lal S, Link S, Halas N J 2007 Nat. Photon. 1 641

    [3]
    [4]
    [5]

    Hao P, Wu Y H, Zhang P 2010 Acta Phys. Sin. 59 6532 (in Chinese) [郝 鹏、吴一辉、张 平 2010 物理学报 59 6532]

    [6]
    [7]

    Zhang H X, Gu Y, Gong Q H 2008 Chin. Phys. B 17 2567

    [8]
    [9]

    Xue W R, Guo Y N, Zhang W M 2009 Chin. Phys. B 18 2529

    [10]
    [11]

    Stiles P L, Dieringer J A, Shah N C, Duyne R P V 2008 Annu. Rev. Anal. Chem. 1 601

    [12]
    [13]

    Huang Q, Wang J, Cao L R, Sun J, Zhang X D, Geng W D, Xiong S Z, Zhao Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 1980 (in Chinese) [黄 茜、王 京、曹丽冉、孙 建、张晓丹、耿卫东、熊绍珍、赵 颖 2009 物理学报 58 1980]

    [14]
    [15]

    Huang Q, Zhang X D, Zhang H, Xiong S Z, Geng W D, Geng X H, Zhao Y 2010 Chin. Phys. B 19 047304

    [16]

    Lezec H J, Thio T 2004 Opt. Express 12 3629

    [17]
    [18]
    [19]

    Hua L, Song G F, Guo B S, Wang W M, Zhang Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 7210 (in Chinese) [花 磊、宋国峰、郭宝山、汪卫敏、张 宇 2008 物理学报 57 7210]

    [20]

    Wang L C, Deng L, Cui N, Niu Y P, Gong S Q 2010 Chin. Phys. B 19 017303

    [21]
    [22]
    [23]

    Gong Z Q, Liu J Q 2010 Chin. Phys. B 19 067303

    [24]

    Okamoto K, Niki I 2004 Nat. Mater. 3 601

    [25]
    [26]
    [27]

    You J P, Zhang X W, Fan Y M, Yin Z G, Cai P F, Chen N F 2008 J. Phys. D 41 205101

    [28]
    [29]

    Cheng P, Li D, Yuan Z, Chen P, Yang D 2008 Appl. Phys. Lett. 92 041119

    [30]
    [31]

    Liu K W, Tang Y D, Cong C X, Sum T C, Huan A C H, Shen Z X, Wang L, Jiang F Y, Sun X W, Sun H D 2009 Appl. Phys. Lett. 94 151102

    [32]
    [33]

    Lai C W, Ong H C 2005 Appl. Phys. Lett. 86 251105

    [34]

    Lin H Y, Cheng C L, Chou Y Y, Huang L L, Chen Y F 2006 Opt. Express 14 2372

    [35]
    [36]
    [37]

    Gifford D K, Hall D G 2002 Appl. Phys. Lett. 81 4315

    [38]

    Qiu D J, Wan Z F, Cai X K, Yuan Z J, Hu L, Zhang B P, Cai C F, Wu H Z 2010 Opt. Express 18 23385

    [39]
    [40]

    Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W 2003 Nature 424 824

    [41]
    [42]
    [43]

    Ozgur U, Alivov Y I, Liu C, Teke A, Reshchikov M A, Dogan S, Avrutin V, Cho S J, Morkoc H 2005 J. Appl. Phys. 98 041301

    [44]
    [45]

    Ebbesen T W, Lezec H J, Ghaemi H F, Thio T, Wolff P A 1998 Nature 391 667

  • [1] 沈艳丽, 史冰融, 吕浩, 张帅一, 王霞. 基于石墨烯的Au纳米颗粒增强染料随机激光. 物理学报, 2022, 71(3): 034206. doi: 10.7498/aps.71.20211613
    [2] 丁子平, 廖健飞, 曾泽楷. 基于表面等离子体共振的新型超宽带微结构光纤传感器研究. 物理学报, 2021, 70(7): 074207. doi: 10.7498/aps.70.20201477
    [3] 肖士妍, 贾大功, 聂安然, 余辉, 吉喆, 张红霞, 刘铁根. 开放式多通道多芯少模光纤表面等离子体共振生物传感器. 物理学报, 2020, 69(13): 137802. doi: 10.7498/aps.69.20200353
    [4] 施伟华, 尤承杰, 吴静. 基于表面等离子体共振和定向耦合的D形光子晶体光纤折射率和温度传感器. 物理学报, 2015, 64(22): 224221. doi: 10.7498/aps.64.224221
    [5] 孙小亮, 陈长虹, 孟德佳, 冯士高, 于洪浩. 复合金属光栅模式分离与高性能气体传感器应用. 物理学报, 2015, 64(14): 147302. doi: 10.7498/aps.64.147302
    [6] 廖文英, 范万德, 李海鹏, 隋佳男, 曹学伟. 准晶体结构光纤表面等离子体共振传感器特性研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064213. doi: 10.7498/aps.64.064213
    [7] 荆庆丽, 杜春光, 高健存. 表面等离子共振现象的新应用——微弱磁场的测量. 物理学报, 2013, 62(3): 037302. doi: 10.7498/aps.62.037302
    [8] 冯李航, 曾捷, 梁大开, 张为公. 契形结构光纤表面等离子体共振传感器研究. 物理学报, 2013, 62(12): 124207. doi: 10.7498/aps.62.124207
    [9] 甘平, 辜敏, 卿胜兰, 鲜晓东. Te/TeO2-SiO2复合薄膜的吸收和非线性光学特性研究. 物理学报, 2013, 62(7): 078101. doi: 10.7498/aps.62.078101
    [10] 张喆, 柳倩, 祁志美. 基于金银合金薄膜的近红外表面等离子体共振传感器研究. 物理学报, 2013, 62(6): 060703. doi: 10.7498/aps.62.060703
    [11] 邹志宇, 刘晓芳, 曾敏, 杨白, 于荣海, 姜鹤, 唐瑞鹤, 吴章奔. 电场辅助溶解法实现玻璃表面金纳米粒子的形貌控制. 物理学报, 2012, 61(10): 104208. doi: 10.7498/aps.61.104208
    [12] 闫红丹, Peter Lemmens, Johannes Ahrens, Martin Bröring, Sven Burger, Winfried Daum, Gerhard Lilienkamp, Sandra Korte, Aidin Lak, Meinhard Schilling. 基于表面等离子体耦合的高密度金纳米线阵列. 物理学报, 2012, 61(23): 237105. doi: 10.7498/aps.61.237105
    [13] 钟明亮, 李山, 熊祖洪, 张中月. 十字形银纳米结构的表面等离子体光子学性质. 物理学报, 2012, 61(2): 027803. doi: 10.7498/aps.61.027803
    [14] 郝鹏, 吴一辉, 张平. 纳米金表面修饰与表面等离子体共振传感器的相互作用研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6532-6537. doi: 10.7498/aps.59.6532
    [15] 龙拥兵, 张剑, 汪国平. 基于表面等离子体激元共振的飞秒抽运探测技术研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7722-7726. doi: 10.7498/aps.58.7722
    [16] 洪小刚, 徐文东, 李小刚, 赵成强, 唐晓东. 数值模拟探针诱导表面等离子体共振耦合纳米光刻. 物理学报, 2008, 57(10): 6643-6648. doi: 10.7498/aps.57.6643
    [17] 朱宝华, 王芳芳, 张 琨, 马国宏, 顾玉宗, 郭立俊, 钱士雄. Au:TiO2和Au:Al2O3纳米颗粒复合膜的线性和非线性光学特性. 物理学报, 2008, 57(5): 3085-3092. doi: 10.7498/aps.57.3085
    [18] 朱宝华, 王芳芳, 张 琨, 马国宏, 郭立俊, 钱士雄. Ag:Bi2O3复合膜的线性和非线性光学性质. 物理学报, 2007, 56(7): 4024-4031. doi: 10.7498/aps.56.4024
    [19] 赵亚丽, 高 帆, 汪壮兵, 明 海, 许小亮. Ag-SiO2复合薄膜形貌和吸收特性的研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3564-3569. doi: 10.7498/aps.56.3564
    [20] 王伟田, 杨 光, 关东仪, 吴卫东, 陈正豪. 金属纳米团簇复合薄膜Au/BaTiO3与Fe/BaTiO3的PLD制备及其光吸收特征. 物理学报, 2004, 53(3): 932-935. doi: 10.7498/aps.53.932
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-24
  • 修回日期:  2010-12-03
  • 刊出日期:  2011-04-05

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