微納發(fā)光器件制備及參數(shù)調(diào)控研究.pdf

1、納米線/帶具有體積小、表面質(zhì)量高、光局域能力強(qiáng)等特點(diǎn)，得到了廣泛關(guān)注和研究?；诎雽?dǎo)體納米線/帶的納米激光器實(shí)現(xiàn)了亞波長(zhǎng)尺度的納米相干光源，可應(yīng)用于集成光子芯片、低功耗光傳感器、高分辨成像探測(cè)等領(lǐng)域。目前，采用不同半導(dǎo)體材料制備的納米線/帶激光器覆蓋了從紫外光到近紅外光的整個(gè)波段。為了使納米線/帶激光器的功能更加完備，更好地滿足實(shí)際應(yīng)用需求，國(guó)際上開展了大量關(guān)于納米線/帶激光器參數(shù)如波長(zhǎng)、模式、偏振、閾值等的調(diào)控及優(yōu)化工作。但對(duì)于偏振和

2、模式等調(diào)控的研究報(bào)道尚不多見。同時(shí)，目前的參數(shù)調(diào)控工作一般是在單個(gè)納米線/帶激光器中實(shí)現(xiàn)某個(gè)單一參數(shù)的調(diào)控，難以集成多參數(shù)調(diào)控。
　　根據(jù)以上研究背景，本論文開展了關(guān)于納米線/帶激光器制備和參數(shù)調(diào)控的研究工作?；诟倪M(jìn)的VLS方法，制備了多種不同類型的納米線/帶。以此為基礎(chǔ)，提出了石墨烯/納米帶復(fù)合結(jié)構(gòu)偏振光源，解決了納米帶激光器輸出光偏振態(tài)的隨機(jī)性問題，實(shí)現(xiàn)了納米帶激光器的統(tǒng)一TE偏振輸出。為進(jìn)一步提高納米線/帶激光器的偏振度并

3、在單一激光器中集成更多參數(shù)調(diào)控功能，擴(kuò)展納米線/帶激光器功能性，論文提出并設(shè)計(jì)了具有表面微納結(jié)構(gòu)的新型納米帶，實(shí)現(xiàn)了具有橫向發(fā)光、單模、高偏振、低閾值等特性的納米帶激光器。
　　論文第一章概述了納米線/帶激光器的研究現(xiàn)狀，介紹了發(fā)光波長(zhǎng)覆蓋紫外光到近紅外光的一系列半導(dǎo)體納米線/帶激光器，并重點(diǎn)圍繞納米線/帶激光器的波長(zhǎng)調(diào)控、模式調(diào)控和偏振調(diào)控等方面的研究進(jìn)行了概述。
　　論文第二章介紹半導(dǎo)體納米線/帶的制備方法和表征方法。首

4、先論述了使用氣體-液體-固體（VLS: Vapor Liquid Solid）方法生長(zhǎng)納米線的基本原理，介紹了移動(dòng)源VLS方法的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及制備方法，并采用該系統(tǒng)制備了CdS、CdSe、CdTe、CdSSe、Zn3As2等多種納米線/帶樣品。進(jìn)而，總結(jié)了用于納米線/帶結(jié)構(gòu)表征的常用方法和裝置，并論述了對(duì)納米線/帶進(jìn)行光學(xué)表征和測(cè)試所采用的儀器裝置與測(cè)試方法。
　　論文第三章利用石墨烯對(duì)不同模式光的吸收差異特性，通過仿真分析設(shè)計(jì)了石墨

5、烯/納米帶復(fù)合結(jié)構(gòu)偏振光源。采用機(jī)械剝離法獲得的石墨烯和VLS方法生長(zhǎng)的CdSe納米帶制備了復(fù)合結(jié)構(gòu)光源。該復(fù)合結(jié)構(gòu)光源在熒光和激光狀態(tài)下，其出射光偏振態(tài)均為統(tǒng)一的TE偏振，解決了納米帶光源輸出光偏振態(tài)的隨機(jī)性問題。
　　第四章中為提高納米線/帶激光器的輸出光偏振度并在單個(gè)納米線/帶激光器中實(shí)現(xiàn)多參數(shù)調(diào)控功能，通過仿真分析設(shè)計(jì)了具有線型和帶型表面微結(jié)構(gòu)的橫向發(fā)光納米帶激光器。采用生長(zhǎng)參量控制的VLS方法制備了具有表面微結(jié)構(gòu)的CdS