氮化銦鎵/氮化鎵量子井、硒化鎘量子點與金屬奈米粒子組成之特殊光學性質

Novel Optical Properties of the Composites of InGaN/GaN Multiple Quantum Wells and CdSe Quantum Dots With Metal Nanoparticles

蔡宗霖(Zong-Lin Tsai)

指導教授 ： 陳永芳

國立臺灣大學/理學院/物理研究所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2006.00082

摘要

在本文中，我們利用測量光致螢光 (Photoluminescence) 和時間解析光譜研究氮化銦鎵/氮化鎵(InGaN/GaN)多重量子井和硒化鎘/硫化鋅(CdSe/ZnS)量子點與金屬奈米粒子組成之異質結構具有的特殊光學性質。
首先，我們在InGaN/GaN量子井上塗佈一層CdSe/ZnS量子點，藉由量測此異質結構的螢光光譜和時間解析光譜可得知，透過Förster能量轉移機制對量子點的螢光有增強的現象。再進一步的藉由加入金的奈米柱於此異質結構，更發現量子點的螢光強度會因表面電漿子共振現象(Surface plasmon resonance)而提高。此外，我們嘗試了蒸鍍金薄膜於此量子井/量子點異質結構，結果發現對量子點的螢光並無明顯的增強現象，探討其原因是因為量子點內受激發的電子被存在於金薄膜與量子點介面的缺陷所捕捉，進而減弱發光。我們更進一步的嘗試了改變蒸鍍銀薄膜於異質結構的順序，根據實驗結果發現，先鍍銀薄膜於量子井再塗佈量子點會比先塗佈量子點再蒸鍍銀薄膜對量子點的發光有較大的增益，歸納其原因是因為銀直接與量子井接觸會有較佳的表面電漿子共振效果，同時能量再透過Förster能量轉移機制導致較好的增強效果。
綜合以上的實驗結果，我們相信這個方法可用來幫助製造發光更有效率的光電元件。

關鍵字

氮化銦鎵 ； 硒化鎘 ； 奈米金屬

並列摘要

We have demonstrated an alternative approach to obtain large enhancement of photoluminescence (PL) intensity in the composites of InGaN/GaN multiple quantum wells (MQWs) and CdSe/ZnS quantum dots (QDs) based on the combined effect of the Förster energy transfer and surface plasmon resonance. The relaxation dynamics has been investigated by both of steady-state and time-resolved PL measurements. It is found that the optimized enhancement can be achieved by the energy band alignment between MQWs and QDs and the resonance between the transition in QDs and the surface plasmon absorption in metal nanoparticles. Our approach provides a useful guideline for creating highly efficient optoelectronic devices.

並列關鍵字

InGaN/GaN ； CdSe ； Metal Nanoparticles

參考文獻

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