5-1 結論
本研究核心在透過將電漿效應概念引入到稀磁半導體中,並選用適當的製 程與摻雜比例,嘗試在奈米尺度下進行複合材料開發與磁光訊號量測,為氧化 鋅奈米柱結構提供一個新的發展可能性。因此,本文中使用了鈷摻雜的氧化鋅 奈米柱作為對照組,與兩組不同奈米金屬修飾的樣品進行 MCD 量測。首先,我 們發現,由表面電漿共振輔助的鈷/氧化鋅奈米柱,在光學中出現了長程的增 益,此現象呼應了參考文獻中表面電漿共振增強了氧化鋅奈米柱的光學特性的 研究成果[8],我們認為,此現象可歸因於電漿效應與材料耦合的結果。進一步 觀察,發現兩組樣品譜圖分別在 2.2ev 與 3.6ev 出現光譜增益,對應了奈米金 粒子與奈米銀粒子的電漿共振頻率。
其次,我們發現鈷/氧化鋅奈米柱在的磁滯曲線在表面電漿共振輔助下呈現 180 度的翻轉。並且覆蓋奈米銀粒子的樣品擁有最明顯的翻轉現象,而我們認 這是銀的磁電漿子與鈷/氧化鋅奈米柱耦合的結果。
總結上述,本研究成功製備了使用光電材料-氧化鋅奈米柱、磁性材料-金 屬鈷、表面電漿子材料-金屬金、銀的複合光電半導體材料,並且可利用磁場調 控。並表明利用不同磁電漿子材料被動調控磁光學現象的可能性。
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5-2 未來展望
本研究中透過樣品展示了磁電漿子、磁性材料與光電半導體的耦合,並發 現了有趣的磁光現象翻轉。雖然目前發現了有研究價值的現象,但對於製程上 的變因是否能穩定與統一,未來可透過逐一調整參數實驗來進一步研究的方 向。例如:奈米柱陣列的密度、長寬比、金、鈷層的厚度、金屬銀、金的顆粒大 小是否為影響此現象的變因。在現階段的工作中,我們提出銀粒子的表面電漿 共振頻率,是造成磁光訊號放大與翻轉的主要原因。而能使接近氧化鋅奈米柱 結構。而在藍光波段出現明顯的翻轉現象,使其在光電通訊與藍光 LED 產業有 相當大的發展潛力。此外,由於氧化亞銅奈米的能隙為 2.2ev[18],接近金的 表面漿共振頻率,依據本研究的模型,我們推測氧化亞銅奈米柱與金屬金電漿 共振可能產生耦合,並增強其磁光現象,在未來的工作中可與本研究進行對 照、驗證。
最後,我們提出本研究在寬能隙半導體上,依據需求摻雜不同共振頻率表 面漿子材料並進行材料模組化,提升磁光現象並進一步調控的可能性例如;可 使用鈷/氧化鋅奈米柱與銀/鈷/氧化鋅奈米柱在紫外光波段對左右旋光吸收差異 性進行串聯,有機會透過製程進行被動調控,製作符合需求的磁控光學元件。
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