低维In2O3光学微腔的设计、制备及其对光场的调控

微纳结构光学微腔作为半导体微纳光子学研究的新兴领域备受人们关注。微腔的结构、尺寸和材料组成直接决定了微腔光学模式的空间分布和频率分布，实现微腔结构的可控制备、单个微腔中荧光特性的精确探测以及深层次理解微腔所诱发的各种新奇物理现象，将对光场的人为调控和未来微腔基光电器件的开发应用具有非常重要的意义。本项目以在紫外和可见光区具有优异发光特性的宽禁带半导体In2O3为研究载体，采用原位直接热氧化和气相传输合成技术，设计和制备具有规则几何构型、尺寸在微米/亚微米量级的高质量单晶In2O3光学微腔，利用多维分辨显微荧光光谱系统和角分辨光谱系统，分析微腔结构、形貌、尺寸与共振腔膜的依赖关系,深入研究在温度、维度、激发光强度等外加条件调制下微腔中的光动力学性质和光波导现象，探寻对光场的有效调控手段，结合理论数值模拟，阐明微腔对光场调制效应的物理本质。

微纳结构光学微腔作为半导体微纳光子学研究的新兴领域备受人们关注。微腔的结构、尺寸和材料组成直接决定了微腔光学模式的空间分布和频率分布，实现微腔结构的可控制备、单个微腔中荧光特性的精确探测以及深层次理解微腔所诱发的各种新奇物理现象，将对光场的人为调控和未来微腔基光电器件的开发应用具有非常重要的意义。本项目采用气相传输冷凝技术，经过气化-氧化-沉积生长过程，实现单晶氧化铟一维微米线，具有非规则六边截面结构，利用多维分辨显微荧光探测技术和角分辨荧光系统，详细研究了该微腔结构对光场调制的影响，实验上直接获得该微腔调制的非常明显的共振模式分布，系统研究了温度、维度以及微腔尺寸等对共振腔模的依赖关系，结合平面波模型和理论数值模拟对实验结果进行了很好的解释，该工作对于未来微腔基光电子学器件的应用开发奠定了前期的实验和理论基础。