采用银纳米圆盘阵列提高LED发光特性的研究

• 作者: 孔凡敏 张振明 李康 高晖
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光学器件 发光二极管 时域有限差分 银纳米圆盘颗粒 表面等离激元
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 光学器件
• 页码范围: 244-250
• 页数: 7页
• 分类号: O472
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS201232.0423001

摘要

为了提高GaN基蓝光LED的发光效率,设计了在LED有源层上方引入银纳米圆盘阵列的模型.利用时域有限差分方法计算了银纳米圆盘阵列不同结构参数情况下LED有源层自发辐射率的变化情况及光提取效率值.通过对有源区的近场分布和LED远场方向性的分析,理论上解释了利用该金属纳米结构生成的表面等离激元对LED性能增强的影响,利用该模型可使得表面等离激元与有源层有效耦合,从而增强有源层的自发辐射率.此外,银纳米粒子组成的阵列结构所生成的栅格矢量可以补偿表面等离激元的波矢量,从而可将局域化表面等离激元转为辐射性表面等离激元,显著提高LED顶端光提取效率.结果表明,当银纳米圆盘颗粒满足直径为120 nm,厚度为30 nm时,含该结构的GaN基蓝光LED自发辐射率比普通LED增强了3.6倍.在此基础上,当其按照晶格常数为220 nm的三角晶格排列时,顶端光提取效率增强为2.5倍.这些结果为实际的高性能GaN基LED的设计与优化提供了一定的参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李康		81	485	11.0	15.0
2	孔凡敏		32	175	8.0	10.0
3	高晖		21	195	8.0	13.0
4	张振明		2	0	0.0	0.0