研究目的
研究InGaN/GaN多量子阱结构中的等离激元Dicke效应,以理解有效表面等离子体耦合的空间范围,并优化量子阱周期数以实现表面等离子体耦合效应的最大化。
研究成果
研究表明,在InGaN/GaN多量子阱结构中,发射效率的变化趋势与等离子体激元迪克效应一致。研究发现,使表面等离子体耦合效应最大化的最佳量子阱周期数为4-5个。结果表明,尽管内量子效率增强效果会下降,但将量子阱周期数增加到这个优化数值以上仍能提升整体发光强度,特别是在绿光波段。
研究不足
该研究受限于单个量子阱因应变差异、铟掺杂条件及外延热退火效应导致的本征发光效率差异。此外,局域表面等离子体共振的局域特性以及测量不同量子阱各自发光效率的困难性,进一步增加了分析的复杂性。
1:实验设计与方法选择:
本研究制备了四组具有不同量子阱周期数的InGaN/GaN多量子阱样品,以及单量子阱样品(其盖层厚度各异)。随后将这些样品与表面银纳米颗粒耦合以诱导局域表面等离子体共振(LSP)。
2:样品选择与数据来源:
样品分为两组——绿色发光量子阱(GQWs)和蓝色发光量子阱(BQWs),每组均包含不同量子阱周期数及盖层厚度的样品。
3:实验设备与材料清单:
样品采用金属有机化学气相沉积法在双面抛光c面蓝宝石衬底上制备。银纳米颗粒通过沉积银后热退火形成。
4:实验流程与操作步骤:
通过测量内量子效率(IQE)和时间分辨光致发光(TRPL)评估量子阱样品的发光效率。
5:数据分析方法:
IQE通过计算300K与10K下光谱积分光致发光强度的比值获得。TRPL测量提供光致发光衰减率,反映量子阱样品中载流子密度的衰减速率。
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