研究目的
通过离子辐照研究III-V族半导体表面纳米结构阵列的定向自组装，以及等离子体晶体在增强光电子学应用方面的潜力。
研究成果
该综述强调了离子辐照技术在III-V族半导体表面定向自组装纳米结构阵列及制备光电子应用等离子体晶体的潜力，确定了能增强GaAs光致发光效率的Ga纳米颗粒阵列理想几何参数范围，并探讨了等离子体学研究中的挑战与机遇。
研究不足
该研究受限于镓纳米颗粒的固有损耗及其低熔点，这可能影响等离激元器件的稳定性和性能。此外，在大范围内精确控制纳米颗粒尺寸和间距的复杂性也构成挑战。
1：实验设计与方法选择：
研究采用聚焦离子束（FIB）辐照III-V族半导体表面以诱导纳米结构形成，随后通过分子束外延（MBE）进行过生长。理论模型包括溅射产额计算与表面非化学计量分析。
2：样品选择与数据来源：
以GaAs、GaSb和GaN表面为样品，通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）及光谱学手段采集数据。
3：实验设备与材料清单：
NOVA 200双束工作站用于FIB辐照，MBE腔室用于过生长，SEM、TEM、AFM及椭圆偏振光谱仪用于表征。
4：实验流程与操作步骤：
FIB制备孔阵列图案，超过阈值剂量的均匀FIB辐照，MBE过生长，以及纳米结构与光学性质的表征。
5：数据分析方法：
采用时域有限差分法（FDTD）进行电磁模拟，洛伦兹拟合确定局域表面等离子体共振（LSPR）能量，通过珀塞尔因子计算表面增强发射（SE）速率。
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NOVA 200 dual beam workstation
NOVA 200
FEI
Used for focused-ion-beam irradiation of semiconductor surfaces to induce nanostructure formation.
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Molecular-beam epitaxy chamber
Used for overgrowth of FIB-fabricated nanoparticle arrays to form embedded plasmonic nanocomposites.
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Scanning electron microscope
Used for imaging the surface morphology of nanostructure arrays.
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Transmission electron microscope
Used for high-resolution imaging and analysis of nanostructures.
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Atomic-force microscopy
Used for characterizing the surface topography and dimensions of nanostructures.
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Spectroscopic ellipsometry
Used for determining the optical properties and plasmon resonances of nanoparticle arrays.
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