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利用微纳自卷曲技术制备出的半导体微米管具有天然的中空通道,其管壁光滑、尺寸可控性好,易于定位和构筑阵列,同时具备良好的光学、电学、机械等特性,这些使其在集成光学、微机电系统、微流体、生物医学等领域应用前景倍受瞩目。近年来,自卷曲微米管与纳米功能材料如量子阱(QW)、量子点(QDs)、金属纳米颗粒、荧光染料等的结合成为新的研究热点,研究人员观察到了诸如回音壁谐振模式、光泵/电泵半导体激射、表面增强拉曼散射等现象,吸引人们投入到更为深入的理论与实验研究。本论文重点研究了与纳米功能材料(如量子阱、量子点、金属纳米颗粒以及荧光染料)结合的III-V族InGaAs/GaAs半导体自卷曲微米管的制备及其形貌和光学特性表征。论文的主要工作和成果如下:1、分别制备了 GaAs基和Si基独立悬空InGaAs/GaAs微米管及其阵列。扫描电子显微镜(SEM)测试表明:两类微米管的管壁光滑、微米管阵列规整,Si基微米管直径略大。室温下两类微米管的微区光荧光谱(μ-PL)均显示出其PL峰位较卷曲前的平面结构发生了红移;同时,微区拉曼(μ-Raman)光谱表明平面结构自卷曲成微米管后GaAs纵声子模式(LO)和模声子模式(TO)都向低波数方向红移,上述变化均是InGaAs/GaAs应变双层自卷曲过程中应力释放所致。2、分别制备了管壁内嵌GaAs/AlGaAs单量子阱(SQW)和InAs量子点(QD)增益介质的独立悬空InGaAs/GaAs微米管。SQW微米管的μ-PL谱中仅有GaAs量子阱的PL峰且受量子限制效应(QCE)明显蓝移;SQW微米管的μ-Raman光谱中出现AlGaAs垒层的类-GaAs和类-AlAs的双模声子行为。对于QD微米管,低温(80k)μ-PL谱可初步观察到谐振模式。3、通过Au薄膜热退火在InGaAs/GaAs应变双层表面上形成附着的纳米Au颗粒,进而制备出非独立悬空的自卷曲微米管。SEM测试表明:管内壁包覆的纳米Au颗粒具有辅助卷管作用,使得15nm/35nm 和 10nm/20nm 两种结构的 In0.2Ga0.8As/GaAs 应变双层卷管后直径分别缩小了 14.5%和11%左右。4、显微共焦拉曼光谱测试发现:内壁上覆盖纳米金颗粒的自卷曲微米管可使得其内部填充的罗丹明6G的拉曼强度相对没有Au颗粒的自卷曲微米管增强3倍。实验结果为进一步研究制备具有表面增强拉曼散射(SERS)功能的基底奠定基础。