Details

Предмет исследования. Интеграция нитевидных нанокристаллов нитрида индия-галлия InGaN c серебряными наночастицами и исследование фотолюминесцентных свойств полученных гибридных наноструктур. Цель работы. Улучшение люминесцентных характеристик нитевидных нанокристаллов InGaN с помощью декорирования их поверхности коллоидными наночастицами серебра. Метод. Синтез серебряных наночастиц различных размеров и наночастиц со структурой ядро/оболочка серебро/оксид кремния осуществлялся методом коллоидной химии. Нитевидные нанокристаллы InGaN получены технологией молекулярно-пучковой эпитаксии. Морфология и размеры полученных образцов исследовались методом растровой электронной микроскопии. Изучение оптических свойств осуществлялось спектральными методами. Основные результаты. Продемонстрировано красное смещение длины волны локализованного плазмонного резонанса наночастиц при увеличении диаметра и пассивации поверхности наночастиц оболочкой оксида кремния. Синтезированы нитевидные нанокристаллы со спонтанно образованной структурой ядро-оболочка InGaN/GaN, обладающие фотолюминесценцией при комнатной температуре в желто-оранжевой области спектра. Впервые показано, что осаждение коллоидных наночастиц серебро/оксид кремния на поверхность нитевидных нанокристаллов InGaN приводит к возрастанию интенсивности фотолюминесценции исходных структур в 2,2 раза. Практическая значимость. Нитевидные нанокристаллы InGaN являются перспективными твердотельными наноструктурами для создания светоизлучающих устройств видимого спектра, интегрированных с кремниевой платформой. Создание гибридных наноструктур на основе нитевидных нанокристаллов InGaN и наночастиц серебра является одним из методов повышения эффективности люминесценции исходных нитевидных нанокристаллов. В частности, предложенная в данной работе гибридная наноструктура может быть использована для создания субволновых лазеров с оптической накачкой на основе нитевидных нанокристаллов InGaN.

Subject of study. Integration of indium gallium nitride InGaN nanowires with silver nanoparticles and study of the photoluminescent properties of the resulting hybrid nanostructures. Aim of study. Improving the luminescent characteristics of InGaN nanowires by decorating their surface with colloidal silver nanoparticles. Method. The synthesis of various sizes silver nanoparticles and nanoparticles with a silver/silicon oxide core/shell structure was carried out by colloidal chemistry. Indium gallium nitride nanowires were obtained by molecular beam epitaxy technology. The morphology and dimensions of the obtained samples were studied using scanning electron microscopy. The optical properties were characterized by spectral methods. Main results. A red shift in the wavelength of localized plasmon resonance of nanoparticles was demonstrated with increasing diameter and passivation of the nanoparticle surface by a silicon oxide shell. Nanowires with a spontaneously formed InGaN/GaN core-shell structure exhibiting photoluminescence at room temperature in the yellow-orange region were synthesized. It was shown for the first time that the deposition of colloidal silver/silicon oxide nanoparticles onto the surface of InGaN nanowires leads to an increase in the PL intensity of the initial structures by a factor of 2,2. Practical significance. InGaN nanowires are promising solid-state nanostructures for creating visible light-emitting devices integrated with a silicon platform. The creation of hybrid nanostructures based on InGaN nanowires and silver nanoparticles is one of the methods for increasing the luminescence efficiency of the original nanowires. In particular, the hybrid nanostructure proposed in this work can be used to create optically pumped subwavelength lasers based on InGaN nanowires.