Au纳米粒子LSPR调节硅基纳米复合结构的光电特性研究

摘要

采用金属纳米结构的局域表面等离激元共振特性(LSPR)可以实现半导体纳米复合结构表面光子的高效吸收,从而可以实现金属与半导体介质界面电子的SPR有效激发来增强半导体的光电响应性能。基于以上原理,本论文提出“Au纳米粒子LSPR调节硅基纳米复合复合结构的光电特性研究”这一课题,来研究金属纳米粒子的SPR特性对于半导体光电器件的光电转换增益特性的增强作用。
　　本论文的研究内容包括:金纳米粒子LSPR调节硅(多孔硅)表面光电导特性,金纳米粒子LSPR调节硅基/ZnO薄膜复合结构的光电导特性,金纳米粒子LSPR调节SiC的光电导特性。我们将对比Au纳米粒子修饰Au/Si-多孔硅-ZnO/Au复合异质Schottky二极管光电导结构与Au纳米粒子修饰Au/Si-ZnO/Au复合异质Schottky二极管光电导结构光电导特性的差异;讨论多孔硅层的存在对于以上器件的作用,分析金属纳米粒子的LSPR特性对于以上半导体纳米复合结构的光电转换增益特性的增强作用的影响。最终,得出如下结论:对于Si、ZnO纳米线薄膜和SiC样品,金纳米粒子形成的等离子激元确实能增加对可见光的吸收,从而增强其光电响应特性。由于退火温度的限制,对于多孔硅样品很难通过表面金属纳米粒子的修饰来增强其光电响应特性;这可能是由于多孔硅样品表面氧化层的高阻特性所导致的。
　　本论文为研究基于金属纳米粒子局域表面等离激元共振增强光电转换原理的新型光电转换器件打下基础。