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随着纳米技术和微加工技术的迅速发展,表面等离子体技术在光电子器件的微型化和集成化上得到了普遍应用,受到了物理、化学、生物、以及医学等多个领域人士的极大关注。局域表面等离子体(LSPs)由于具有独特的传播、激发、以及表面电磁场的局域增强特性,使其在与发光二极管有源层共振耦合提高光提取效率方面有着显著的优势,且LEDs发光波长与LSPs共振波长匹配度越高,光提取效率增强就越强。对于一定发光波长的LEDs,耦合匹配度高低就与表面等离子体的共振特性密切相关。因此,对纳米颗粒制备及局域表面等离子体激元共振特性进行研究具有极其重要的意义。 由于Au纳米颗粒的LSPs共振波长位于可见光波段,并且可引起较强的共振吸收,故本论文以Au纳米颗粒为研究对象,围绕其制备条件与颗粒表面形貌和LSPs共振特性之间的关系,从理论和实验两个方面开展研究。采用高真空电子束蒸发镀膜技术得到了质量良好的Au薄膜,通过优化退火条件获得了不同粒径分布的Au纳米颗粒。通过对不同制备条件下Au颗粒的形貌变化及其对局域表面等离子体激元共振特性影响的研究表明,不同退火温度对GaN衬底上形成的Au纳米颗粒的粒径影响明显。随着退火温度的升高,Au颗粒的直径不断减小,局域表面等离子体激元共振波长蓝移。因其共振波长覆盖范围较广,适合与发光波段位于黄红光和近红外光的LEDs发生耦合;而Al2O3和SiO2衬底上不同退火温度下形成的Au纳米颗粒,尺寸分布均匀性较好,颗粒粒径变化不明显,LSPs共振波长几乎不发生偏移,可分别与发光波长在550nm和525nm附近的绿光LEDs共振耦合,将部分局域在LEDs结构中的光诱导出器件,形成一条新的出光渠道,进而提高光提取效率。 对于SiO2衬底上退火形成的Au纳米颗粒,我们发现其反射光谱在LSPs共振波长附近出现非对称反射这一异常光传输现象。为对其产生原因和影响因素有进一步的了解,我们通过一系列的大胆推想和实验、理论两方面的验证,排除了纳米颗粒上、下表面所在介电环境非对称性和颗粒上、下表面自身的非对称性的影响,得出了制约这一新奇物理效应产生的因素——纳米颗粒间距即颗粒间的相互作用和蒸镀薄膜的厚度。进一步,通过构建周期性结构模型,对该非对称光反射效应进行有效调控,为其在光学器件、电光开关、以及光通信等方面的应用开辟更为广阔的发展空间。