《等離激元結構在提高AlGaInP發光二極體光提取效率中的套用》是依託山東大學，由劉鐸擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：等離激元結構在提高AlGaInP發光二極體光提取效率中的套用
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：劉鐸
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
等離激元結構具有豐富的近場電磁效應，能夠有效調製近場下量子系統輻射躍遷和光散射過程。項目針對目前AlGaInP發光二極體還存在光提取效率較低的不足之處，從等離激元納米結構在AlGaInP四元系統上的可控制備出發，提出從內量子效率和外量子效率兩個方面系統研究利用等離激元納米結構提升器件光提取效率的可能性及其內在物理機制。在研究過程中既注重器件光提取效率的提高也注重器件電傳導性質的平衡，以期在器件開發過程中引入等離激元貢獻，開發出若干原創性工藝技術和方法，提高現有AlGaInP發光二極體的發光效率，為我國半導體照明產業的發展做出貢獻。
結題摘要
等離激元結構在亞波長範圍具有獨特的光學特徵，能夠在很小的尺度範圍內有效調控光的吸收、散射、傳播過程，臨近半導體材料的等離激元結構還具有調控電荷產生、分離和複合過程的特性，往往能夠有效提高光電轉換器件效率。項目針對提高LED器件發光效率的重大需求，利用金屬納米等離激元結構從近場和遠場兩個角度研究等離激元與半導體的耦合機制和調控方法。取得的代表性研究成果包括：（1）探討了等離激元和半導體的耦合機理和方法：利用等離激元結構提升了間接帶隙半導體磷化鎵（GaP）的光致發光效率，發現了等離激元與GaP缺陷能級的耦合機制並提高了其光化學反應活性；（2）豐富了等離激元結構在光電轉換器件中的套用方法：利用原位反應技術製備的Ag等離激元結構將GaInP太陽能電池的量子效率提高了20%，利用三明治型夾層等離激元結構將光電探測器的量子效率提高了200%，利用等離激元和缺陷能級耦合開發了雙帶光電探測器，利用懸臂樑微結構研究等離激元結構的光熱效應；（3）自主開發了兩種無掩模、無光刻膠的光提取結構的製備方法：利用雷射干涉腐蝕法將AlGaInP LED的發光效率提高了70%，利用納米壓痕法將LED的發光效率提高了155%。該兩種方法具有普適性，可以套用於大面積的圖形結構製備。
