Correlation between structural, optical, and electrical properties of self-assembled plasmonic nanostructures on the GaAs surface

Abstract

Self-assembled silver nanostructures on the industry-grade monocrystalline GaAs (100) wafer surface were obtained via physical vapor deposition and characterized by optical reflection spectroscopy, scanning electron microscopy, and current-voltage curve measurements. Reflection spectra of the samples with Ag equivalent thicknesses of 5, 7.5, and 10 nm demonstrated wide plasmonic bands in the visible range of spectra. Thermal annealing of the nanostructures led to narrowing of the plasmonic bands caused by major transformations of the film morphology. While the As prepared films predominantly had a small-scale labyrinth structure, after annealing wellseparated silver nanoislands are formed on the gallium arsenide surface. A clear correlation between films morphology and their optical and electrical properties is elucidated. Annealing of the GaAs substrate with Ag nanostructures at 100°C under control of the resistivity allowed us to obtain and fix the structure at the percolation threshold. It is established that the samples at the percolation threshold possess the properties of resistance switching and hysteresis.

Boosting Terahertz Photoconductive Antenna Performance with Optimised Plasmonic Nanostructures

“…The position of the plasmon band dependence on the amount of deposited material was studied in the case of quartz substrate in ref. 44 and in the case of GaAs substrate in 41 . Based on the vast experience in silver nanoparticles fabrication and investigation of their plasmonic properties 41 – 44 , 48 we chose the particular set of control parameters that led to the successful approximation of the optimal film morphology suggested by the numerical simulations.…”

“…Additional thermal treatment of the obtained film may be employed for further adjustment of the film morphology. Based on our previous experience 41 – 44 , we chose the equivalent thickness of the initially deposited silver film to be 20 nm and the deposition rate 2 nm/min. The temperature of the substrate during the deposition process was kept at 250 °C.…”

Эпитаксиальные квантовые точки InGaAs в матрице Al-=SUB=-0.29-=/SUB=-Ga-=SUB=-0.71-=/SUB=-As: интенсивность и кинетика люминесценции в ближнем поле серебряных наночастиц

“…В отличие от исследованных ранее эпитаксиальных КТ InAs в матрице из GaAs, люминесценция которых была усилена в присутствии серебряных наночастиц [15][16][17][18][19][20], эпитаксиальные КТ InGaAs, погруженные в матрицу из Al 0.29 Ga 0.71 As, испытывают тушение люминесценции в присутствии серебряных наночастиц. В зависимости от степени отжига серебряных наночастиц интенсивность люминесценции КТ уменьшалась в образце 1 в 2 раза, а в образце 2 в 4 раза.…”

“…Все эти факторы благоприятствуют сдвигу плазмонного резонанса серебряной наночастицы в ближнюю ИК область спектра. Действительно, арсенид галлия в области прозрачности обладает большой диэлектрической проницаемостью, а металлические островки, образующиеся в результате самоорганизации на поверхности подложки, имеют сплюснутую форму [14,15]. Это позволило провести подробное исследование влияния серебряных наночастиц на фотолюминесценцию КТ InGaAs в матрице Al 0.29 Ga 0.71 As.…”

Серебряные Структуры На Пороге Перколяции, Полученные С Помощью Лазерного Отжига

“…Ранее нами был предложен способ получения структур на пороге перколяции с помощью термической обработки пленок, напыленных до такой толщины, при которой они становятся проводящими. Нагрев проводящих пленок ускоряет диффузию атомов, образующих поверхностную наноструктуру, ведет к формированию отдельных частиц и разрыву соединяющих их перемычек [11][12][13]. При этом в зависимости сопротивления пленки от времени отжига наблюдается отчетливый переход пленки от проводящей структуры к высокоомной в виде резкого уменьшения проводимости пленки.…”