等离子体增强InAs单量子点荧光辐射的研究

王海艳; 窦秀明; 倪海桥; 牛智川; 孙宝权

doi:10.7498/aps.63.027801

摘要

通过测量光致发光（PL）谱、PL时间分辨光谱及不同激发功率下PL发光强度，研究了低温（5 K）下等离子体对InAs单量子点 PL光谱的增强效应. 采用电子束蒸发镀膜技术在InAs量子点样品表面淀积了5 nm厚度的金膜，形成纳米金岛膜结构. 实验发现，金岛膜有利于量子点样品发光强度的增加，最大PL强度增加了约5倍，其主要物理机理是金岛膜纳米结构提高了量子点 PL光谱的收集效率.

关键词:

Photoluminescences (PLs), time-resolved PL spectra, and PL intensities each as a function of excitation power from plasmon-enhanced single InAs quantum dots (QDs) are measured for studying the effect of photoluminescence enhancement at a low temperature of 5 K. The 5 nm gold films are deposited on the surface of InAs QD sample by using electron beam evaporation technique, which form nano-gold island membrane structures. It is found that the gold island film is conducive to the enhancement of QD PL intensity and the maximal PL intensity increases up to about 5 times the PL intensity without gold island film. The physical mechanism of the PL increase is that the gold island film nanostructure can improve the QD PL collection efficiency which is very important for realizing the bright single photon sources.

Keywords:

作者及机构信息

1.
中国科学院半导体研究所, 半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：11074246）资助的课题.

Authors and contacts

1.
State Key Laboratory for Superlattices and Microstructure, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grand No. 11074246).

参考文献

[1]	Michler P 2009 Single Semiconductor Quantum Dots (Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag) pp3, 4
[2]	Valev V K, De Clercq B, Biris C G, Zheng X, Vandendriessche S, Hojeij M, Denkova D, Jeyaram Y, Panoiu N C, Ekinci Y, Silhanek A V, Volskiy V, Vandenbosch G A E, Ameloot M, Moshchalkov V V, Verbiest T 2012 Adv. Mater. 24 208
[3]	Li J, Gu Y, Zhou F, Li Z Y, Gong Q H 2009 J. Mod. Opt. 56 1396
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[8]	Belacel C, Habert B, Bigourdan F, Marquier F, Hugonin J P, Michaelis S, Lafosse X, Coolen L 2013 Nano Lett. 13 1516
[9]	Martino G D, Sonnefraud Y, Stéphane K C, Tame M 2012 Nano Lett. 12 2504
[10]	Gazzano O, de Vasconcellos S M, Gauthron K, Symonds C, Bloch J, Voisin P, Bellessa J, Lemaître A, Senellart P 2011 Phys. Rev. Lett. 107 247402
[11]	Gazzano O, de Vasconcellos S M, Gauthron K, Symonds C, Voisin P, Bellessa J, Lemaître A, Senellart P 2012 Appl. Phys. Lett. 100 232111
[12]	Yuan J Y, Jin C Y, Skacel M, Urbańczyk A, Xia T, van Veldhoven P J, Notzel R 2013 Appl. Phys. Lett. 102 191111
[13]	Eyal C H, Garnett W B, Iddo P, Joseph S, Israel B J 2012 Nano Lett. 12 4260
[14]	Busson M P, Rolly B, Stout B, Bonod N, Bidault S 2012 Nature Commun. 3 962
[15]	Khn S, Hakanson U, Rogobete L, Sandoghdar V 2006 Phys. Rev. Lett. 97 017402
[16]	Esteban R, Teperik T V, Greffet J J 2010 Phys. Rev. Lett. 104 026802
[17]	Sharonda J L, Mason R M, Marcus J, Patrick J M 2013 Nano Lett. 13 1662
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[19]	Gu Y, Huang L, Martin O J F, Gong Q H 2010 Phys. Rev. B 81 193103
[20]	de Leon N P, Shields B J, Yu C L, Englund D E, Akimov A V, Lukin M D, Park H 2012 Phys. Rev. Lett. 108 226803
[21]	Du L X, Hu L, Zhang B P, Cai X K, Lou T G, Wu H Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 117803 (in Chinese) [杜凌霄, 胡炼, 张兵坡, 才玺坤, 楼腾刚, 吴惠桢 2011 60 117803]
[22]	Anger P, Bharadwaj P, Novotny L 2006 Phys. Rev. Lett. 96 113002
[23]	Pavaskar P, Hsu I K, Theiss J, Hung W H, Cronin S B 2013 J. Appl. Phys. 113 034302
[24]	Pfeiffer M, Lindfors K, Armando P A, Schmidt O G, Giessen H, Lippitz M 2012 Phys. Status Solidi B 249 678

施引文献

[1]	Michler P 2009 Single Semiconductor Quantum Dots (Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag) pp3, 4
[2]	Valev V K, De Clercq B, Biris C G, Zheng X, Vandendriessche S, Hojeij M, Denkova D, Jeyaram Y, Panoiu N C, Ekinci Y, Silhanek A V, Volskiy V, Vandenbosch G A E, Ameloot M, Moshchalkov V V, Verbiest T 2012 Adv. Mater. 24 208
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[13]	Eyal C H, Garnett W B, Iddo P, Joseph S, Israel B J 2012 Nano Lett. 12 4260
[14]	Busson M P, Rolly B, Stout B, Bonod N, Bidault S 2012 Nature Commun. 3 962
[15]	Khn S, Hakanson U, Rogobete L, Sandoghdar V 2006 Phys. Rev. Lett. 97 017402
[16]	Esteban R, Teperik T V, Greffet J J 2010 Phys. Rev. Lett. 104 026802
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[18]	Salomon A, Gordon R J, Prior Y, Seideman T, Sukharev M 2012 Phys. Rev. Lett. 109 073002
[19]	Gu Y, Huang L, Martin O J F, Gong Q H 2010 Phys. Rev. B 81 193103
[20]	de Leon N P, Shields B J, Yu C L, Englund D E, Akimov A V, Lukin M D, Park H 2012 Phys. Rev. Lett. 108 226803
[21]	Du L X, Hu L, Zhang B P, Cai X K, Lou T G, Wu H Z 2011 Acta Phys. Sin. 60 117803 (in Chinese) [杜凌霄, 胡炼, 张兵坡, 才玺坤, 楼腾刚, 吴惠桢 2011 60 117803]
[22]	Anger P, Bharadwaj P, Novotny L 2006 Phys. Rev. Lett. 96 113002
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