纳米硅上等离子体激元与光子相互作用对电子局域态及发光的调控

• 作者: 吴学科 王刚 秦朝建 董泰阁 黄伟其
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 物理光学 纳米硅 光致发光 等离子体激元 局域态
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 光电子学
• 页码范围: 289-297
• 页数: 9页
• 分类号: O472.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201542.1217001

摘要

用脉冲激光制备纳米硅的过程中,在Purcell腔中会形成等离子体晶格结构,这是等离子体激元与光子相互作用的结果,其形成的等离子体晶格与Wigner晶体结构很相似.利用光致发光光谱研究局域态发光特征从而去控制纳米硅结构的发光,在氧气或氮气环境下制备纳米硅样品,由于表面键合作用形成电子局域态会产生几个特征发光峰,分别位于560、600和700 nm附近.在氧气环境下用激光照射硅晶片形成硅量子点,可以观察到样品的拉曼光谱随着测量温度的增加而产生频谱移动,这个过程伴随着声子能量的变化.温度较高时,光致发光峰强度下降,同时发射频谱变宽.在77 K时,可以观察到光致发光峰的红移,这表明局域态发光在纳米硅发光的激活起着重要作用.在带隙中产生的局域态取决于表面键合的情况,表面键合可以激活硅量子点而增强发光.在硅薄膜上掺入稀土金属镱会形成电子局域态发光,可将电致发光的波长调控进入光通讯窗口.