金局域表面等离激元增强砷化镓发光特性

作者：马光辉; 张家斌; 王肖依; 石琳琳; 金亮; 李洋; 徐英添^*; 张贺

来源：光子学报, 2019, 48(05): 183-191.

• 发光增强
• 局域场增强
• 共振吸收
• 金纳米颗粒
• 光致发光

研究了金纳米颗粒局域表面等离激元共振耦合效应,并实现了砷化镓薄膜的近场发光增强.通过理论计算金纳米颗粒的吸收光谱及电场分布,分析金属纳米颗粒形貌尺寸的改变对等离激元共振频率调控及局域场增强效果的影响,模拟半径为50nm的金颗粒并实现了35倍近场增强效果.通过对双球型的模拟,分析了一种金纳米颗粒增强GaAs的积极方式,即密集颗粒之间的近场耦合形成的"hotspots".此外,研究了不同溅射时间及快速退火对金纳米颗粒吸收特性的影响,发现金纳米颗粒吸收峰位主要位于560～680nm波段,而且随着溅射时间的增加发生红移现象.经过快速退火处理后,金纳米颗粒吸收峰位蓝移到510～550nm波段,形成与532nm激发波长相匹配的共振吸收峰.最后,实现砷化镓薄膜9.6倍的光致发光增强.

• 单位
  长春理工大学; 高功率半导体激光国家重点实验室