【摘 要】
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在过去的二十年里平板微腔中激子和光子的耦合一直是人们研究的热点。最开始是用分布式布拉格反射镜(DBRs)作为反射面形成的微腔,后来出现用金属镜代替DBRs。相比其他各种平
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在过去的二十年里平板微腔中激子和光子的耦合一直是人们研究的热点。最开始是用分布式布拉格反射镜(DBRs)作为反射面形成的微腔,后来出现用金属镜代替DBRs。相比其他各种平板微腔,半导体微腔在激子和光子耦合的研究和应用中有极大的优势,它同时提供了光学限制腔和激子。而且随着纳米材料制备技术的进步,半导体微腔制备工艺简单,品质质量高,形式结构多样等优点进一步突显出来了。由于具有大的激子束缚能(-60meV)氧化锌材料构成的微腔在室温下就能实现激子极化激元,在光电子器件和半导体激光器等领域展现出极大的应用前景。另一方面,金属表面等离激化基元(SPPs)可以打破衍射极限的限制,为亚波长光学研究打开了大门。已有研究发现,在半导体微腔中引入SPPs会对半导体微腔的光学性质产生很大的影响。我们用不同的生长机制制备了氧化锌纳米线和微米棒。最终我们选用直径达到几微米的氧化锌微米棒作为光学微腔。通过把氧化锌微米棒转移到四电极银衬底上,做出一半悬空一半与金属银衬底接触的实验样品。用共聚焦显微镜测量得到同一个氧化锌微米棒底面分别与金属银接触和不接触的相邻两点处的光致发光光谱。通过光谱图中的共振模式可以得到两处的色散曲线。我们引入激子极化激元理论中描述激子光子相互作用中的振子强度增强倍数的参数Γ,发现当取合适的数值时,我们从光谱图得到的实验上的色散关系和激子极化激元理论上的色散关系吻合的很好。这说明了在室温下,我们的样品中激子和F-P腔模式中的光子发生了很强的耦合作用。而且我们发现和金属银衬底接触和悬在空气中的相邻两点处的振子强度增强倍数11分别是1.96和1.68。可以发现金属银衬底增强了激子和光子的耦合。我们也测量到了垂直入射时氧化锌金属银界面的反射相位,在416rnm波长时是-0.77π,这与我们从折射率数据库查到的空气银界面在相同波长-0.72π反射相位很相近。
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