光子晶体插层异质结的计算模拟与制备

• 作 者: 唐钰
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 光子晶体 自组装法 电子动能 异质结

光子晶体是上世纪八十年代末提出的新概念和新材料,迄今取得异常迅猛的发展,是一门正在蓬勃发展的有前途的新学科。光子晶体不仅具有理论价值,更具有非常广阔的应用前景,这个领域已经成为国际学术界的研究热点。　　
高质量光子晶体的制备是光子晶体研究的一个重要内容,关系到光子晶体的实际应用。近年来,可见光波段内的三维光子晶体的制备方法层出不穷。一种可行的制备出在可见光波段内有光子带隙的三维光子晶体的方法就是胶体小球颗粒的自组装。　　
半导体异质结由于其精确控制电子动能的能力,而在特定器件领域内彻底改变了光电子和高速电子。类似地,光子晶体异质结在光子晶体中也能很好的操控光的波长和局域化。因此,光子晶体异质结在光子晶体器件的应用中占有很重要地位。　　
本文通过数值模拟得出了介质插层对界面传导模的影响,并在实验上用自组装胶体光子晶体插层异质结予以证明。用有限时域差分法模拟二维结构的异质结及插层异质结,得出插层异质结能够在禁带叠加范围内产生界面传导模,插入介质层的介电常数的大小和厚度对界面传导模的位置、透射率有影响,对此现象做了简略的分析；利用倾斜滴涂法自组装制备高质量蛋白石结构胶体晶体,该方法创新性的结合倾斜法与滴涂法,使制备方法更加简单快捷,低成本,而得到的大面积的平整有序胶体晶体,并且用该方法制备出了高质量的光子晶体异质结；在数值模拟的结论指导下,在胶体晶体异质结的界面处引入ZnO层,从实验上证明了介质层的引入能到使本没有界面传导模的异质结产生界面传导模。