《表面等離激元增強碳納米管光電器件性能研究》是依託北京大學，由王勝擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：表面等離激元增強碳納米管光電器件性能研究
- 項目負責人：王勝
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
碳納米管具有優異的電學和光學特性，是構建新型紅外納米光源和光探測器的重要候選材料。本項目擬在青年科學基金項目取得的工作進展基礎上進行深入研究，主要採用表面等離激元納米結構增強非對稱接觸電極構建的碳管發光二極體和光探測器的性能，分析影響器件性能的因素，最佳化完善器件的結構和工藝，使其性能達到國際先進水平。內容包括：（1）在發光器件方面，研究發光效率相關物理機制、激子的擴散和複合特性、金屬納米結構中的表面等離激元與激子之間的耦合以及對激子輻射複合效率的影響等，揭示其物理規律，為提高器件發光效率提供思路。（2）在紅外光探測器方面，採用表面等離激元金屬納米結構增強碳管的光吸收，系統研究器件的量子效率、回響度、探測度等關鍵參數相關的光吸收和激子分離過程，闡明其物理機制，為進一步提升光探測器性能奠定基礎。本項目的目標是發展出基於碳管的高性能紅外光源和光探測器，對將來的光電一體化集成具有重要意義。
結題摘要
半導體碳納米管是直接帶隙材料，其在光電一體化集成，低成本、高性能短波紅外探測等方面具有巨大的套用前景。本項目主要研究基於碳納米管薄膜器件的發光和光電探測特性，通過等離激元納米結構對器件的性能進行高效調控，獲得了以下研究成果。 （1）在碳管發光器件研究方面：重點研究手性富集的碳納米管薄膜的發光特性和相關物理機制。系統研究器件發光光譜特性以及發光效率的影響因素，最佳化器件的結構和工藝，獲得低工作電壓、高效率的紅外發光光源。 （2）研究了高純碳納米管薄膜紅外探測器以及多級級聯紅外探測器的相關性能，包括不同波長的回響度、量子效率以及探測度等。研究了自組裝定向排列高純半導體碳管薄膜構建的紅外探測器性能，包括不同波長的回響度、量子效率以及探測度等。研究結果發現了紅外光探測器中等離激元納米結構對器件性能的影響規律，可以通過等離激元結構最佳化提高碳納米管紅外探測器的性能。
