GaAs/SiO<,2>纳米颗粒膜的结构与光学特性

摘要

采用射频磁控共溅射方法和真空退火方法制备了GaAs/SiO<,2>纳米颗粒镶嵌薄膜.X射线衍射(XRD)实验结果表明了经高温退火的薄膜中形成了面心立方(fcc)闪锌矿结构的GaAs纳米晶粒,晶粒平均直径为1.5-3.2nm.吸收光谱显示了由于强量子限域引起的1.5-2 eV的吸收边蓝移.室温光致荧光光谱显示了电子-重空穴激子与电子-劈裂空穴激子的紫外双荧光谱峰以及浅俘获和深俘获态的荧光谱峰.对俘获态荧光谱的形成以及荧光谱线的特征作了定性解释.应用脉冲激光Z扫描测量了退火温度为500°C的颗粒膜在非共振条件下的光学非线性,结果表明颗粒膜的非线性折射率系数和非线性吸收系数都比共振条件下块材GaAs相应的系数增大了5个数量级.光学非线性系数增大主要起因于强量子限域效应.