研究目的
介绍并展示一种器件架构,该架构在量子隧穿中解耦电子与光子通路以增强发光效果,从而实现对电子和光学特性的独立调控。
研究成果
范德瓦尔斯量子隧穿器件平台成功实现了对电子和光学特性的独立调控,其中非弹性电子隧穿被确认为发光机制。与纳米立方体天线耦合后,光子发射速率提升了四个数量级以上,为先进纳米光子器件的发展铺平了道路。
研究不足
由于声子辅助隧穿占主导地位,其源效率较传统金属-绝缘体-金属器件有所降低。发射光谱的不对称性可能源于波函数衰减差异或栅极依赖的势垒效应。该研究在环境条件下进行,这可能会影响器件性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用由金、六方氮化硼(h-BN)和石墨烯异质结构组成的范德华量子隧穿器件?;诜衙谆平鸸嬖蚝途涞缍ρУ睦砺勰P陀糜诜治龇堑缘缱铀泶┖头⒐庀窒蟆?/p>
2:样品选择与数据来源:
器件制备于载玻片上,包含金电极、h-BN晶体(6-7层)和单层石墨烯。纳米立方天线通过溶液沉积法制备。
3:实验设备与材料清单:
包括光刻工具、电子束蒸发仪、原子力显微镜、光学显微镜(尼康TE300)、源表计(吉时利2602B)、EMCCD相机(安道尔iXon Ultra)、光谱仪(普林斯顿仪器Acton SpectraPro 300i)、银纳米立方体(Nanocomposix)以及钛、金、石墨烯、h-BN、PDMS、PC、氯仿等材料。
4:0)、源表计(吉时利2602B)、EMCCD相机(安道尔iXon Ultra)、光谱仪(普林斯顿仪器Acton SpectraPro 300i)、银纳米立方体(Nanocomposix)以及钛、金、石墨烯、h-BN、PDMS、PC、氯仿等材料。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:制备过程包括电极定义、材料剥离转移、退火及纳米立方沉积。表征手段包含电学测量、发光的空间与光谱成像以及辐射模式分析。
5:数据分析方法:
对系统透射率和检测效率进行数据校正。理论计算将实验结果与非弹性隧穿速率及局域态密度的模型进行对比。
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