《圖形襯底調控金屬薄膜微納結構及其光電性能研究》是依託北京郵電大學，由唐為華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：圖形襯底調控金屬薄膜微納結構及其光電性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：唐為華
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
固態微納結構中的電磁場具有高度的非均勻性和很強的局域場增強效應，從根本上改變光子-電子系統的相互作用性質，容易實現光子-電子的強相互作用, 產生許多新穎的光電現象。固態微納結構中光子-電子相互作用的有效控制已經取得了許多激動人心的技術進步，成為當前的熱點研究領域之一。如何獲得尺寸、形狀、化學組份均勻的高度有序微納結構，並有效調控其光電性能，這是目前相關研究中碰到的瓶頸問題。本課題提出的襯底圖形結構調控金屬薄膜的微納結構及其光電性能研究，一方面試圖以襯底微納圖形結構誘導直接生長獲得金屬薄膜微納結構，實現缺陷損耗小，相干性好，可大面積製造與集成的微納結構，另一方面通過引入鐵磁和鐵電微納結構實現平面與立體的微納尺度空間光場分布調控，研究固態微納米體系中光子-電子相互作用，探索實現功能性固態光量子調控器件製備的新原理與新技術，為功能性固態微納光電器件的構造與集成提供新的方案。
結題摘要
該項目瞄準固態微納系統中光子-電子相互作用的有效控制這一當前的熱點研究方向，聚焦如何獲得尺寸、形狀、化學組份均勻高度有序的微納結構，並有效調控其光電性能。一方面試圖以襯底微納圖形結構誘導直接生長獲得金屬薄膜微納結構，實現缺陷損耗小，相干性好，可大面積製造與集成的微納結構，另一方面通過引入鐵磁和鐵電微納結構實現平面與立體的微納尺度空間光場分布調控，研究固態微納米體系中光子-電子相互作用，探索實現功能性固態光量子調控器件製備的新原理與新技術，為功能性固態微納光電器件的構造與集成提供新的方案。本項目按照研究計畫，開展Au納米顆粒誘導納米結構的生長，製備密度、直徑、長度等可調的Ga2O3納米線，同時採用脈衝雷射交替沉積Ga2O3和過渡金屬Cr薄層的方法，生長獲得了具有室溫鐵磁性的Cr摻雜Ga2O3納米蠕蟲結構，該結構展現出明顯的磁各向異性及日盲紫外光電特性，在未來的多功能納米半導體器件中具有潛在的套用；開展了矽納米晶的生長和性能研究，通過一步熱處理、兩步熱處理、快速熱處理三種不同的熱處理過程製備了鑲嵌在氧化矽基質中的矽納米晶薄膜，同時也開展了多層生長的方法獲得富矽氧化矽薄膜；研究了在壓電襯底Pb(Mg1/3Nb2/3)0.7Ti0.3O3(PMN-PT)上外延生長Yb3+/Er3+共摻雜的BaTiO3薄膜，通過電場調控晶格應力實現上轉換螢光光譜強度的調製；利用晶格應力對晶體場、自旋軌道耦合的影響，提出了原位和非原位應力調控從可見到近紅外光致發光特性，發現了可調諧和電場控制光致發光現象，並研究了稀土摻雜氧化物在近紅外寬譜雷射或光電放大器等多功能光電材料中的潛在套用；通過交替沉積半導體Ga2O3薄層和過渡金屬Mn薄層製備獲得了具有室溫鐵磁性的β-(Ga1-xMnx)2O3外延薄膜，該鐵磁性可由束縛磁極化子模型解釋，同時Mn取代Ga2O3中的Ga後增大了晶格常數，其 擇優晶面間距隨Mn摻雜量的增加線性增加；採用金屬納米顆粒降低器件暗電流，並利用其表面等離子基元效應實現多波段的光電探測；利用氧化物內部氧空位的移動，實現單極型和雙極性阻變存儲。通過本項目的研究共發表學術論文36多篇，其中SCI收錄論文38篇，授權發明專利9項，1次國際學術會議口頭報告，3次國內學術會議分會邀請報告，完成碩士論文15篇。引進香港大學博士1人，指導博士後1人，培養研究生20多名，其中博士生5名，畢業碩士生
