提高led发光效率的研究

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1、毕业设计（论文）专用纸摘要表面等离子体(Surfaceplasmons，SPs)是近年来国际上研究的一个热点．SPs具有空间局域性，局域场增强等特点，可以用来增强发光二极管(Light—emittingdiode，LED)的发光效率。利用表面等离子体场局域性质，在共振时SPs有很高的态密度，这能够影响发光中心的辐射速率，提高发光中心的内量子效率；并且可以制作合适的结构，控制光的出射方向，提高发光二极管的提取效率．近年很多研究小组研究了SPs增强发光效率的物理机理，并得到一些很好的结果，本文对现阶段的研究进展进行综述．关键词:发光二极管表面等离激元金属光

2、栅第34页共34页毕业设计（论文）专用纸AbstractSurfaceplasmonsisahotspotofresearchinrecentyears．Surfaceplasmonshavesomeparticularcharacteristicssuch0,8electricfieldlocalizationandelectricfieldenhancement．ThesecharacteristicsCanbeusedtoenhanceemi船ionoflight—emittingdiode．Becauseof，electricfieldloca

3、lization，SPshaslargedensityofstateswhenexcited．Thiscaninfluencetheradiationrateofexcitonandimprovethequantumyield．ThedirectionofradiationandtheefficiencyofLEDcanbecontroledbyappropriateconfiguration．ManyresearchgroupshaveinvestigatedthephyrsicalmechanismofenhanceemissionusingSPs

4、inrecentyearsandgetsomegreatresults．Thedevelopmentofenhancedemissionoflight—emittingdiodeusingsurfaceplasmonsisreviewed．Keywords:LightemittingdiodeSurfaceplasmonMetalgrating第34页共34页毕业设计（论文）专用纸1绪论1.1研究背景光二极管(LightEmittingDiode，LED)是一种可将电能转换为光能的有源电子器件，属于电致发光固态光源，被认为是最有可能进入普通照明领域的一

5、种绿色照明光源。与传统的光源相比，具有体积小、寿命长、电压低、节能和环保等优点，是下一代照明的理想选择。各种类型的LED、利用LED作二次开发的产品及与LED配套的产品如白光LED驱动器发展迅速，新产品不断上市，已发展成不少新型产业。展望将来，还期望更进一步地提高LED的发光效率。自从LED发明以来，经过半个多世纪的发展，技术上已取得了很大的进步。现在的LED光强达到烛光级，寿命达到数万小时，辐射光的颜色形成了包含白光的多元色彩，制造成本已降低到早期的十分之一，而且这种趋势还在进一步发展之中。专家预计LED未来将取代白炽灯、荧光灯而成为新一代照明光源。

6、然而目前仍存在发光效率不高、成本高等问题。虽然光通量可以通过增加输入功率来获得，但同时又面临器件温升效应的问题。因此通过其它途径来增加LED的发光效率，成为国内外的研究热点。由于半导体折射率很高，由于全反射等因素，有源层产生的光绝大部分在LED内部转换为热能白白损耗掉了，能够辐射到自由空间的光占很小部分，使传统LED的出光效率仍然很低，因此提高LED的出光效率在节能减排的今天具有重要的意义。第34页共34页毕业设计（论文）专用纸为了解决这个问题，人们往往采用表面粗化、光子晶体、图像化衬底、倒装技术]等方法改善光在LED不同材料界面产生的反射，这些方法对

7、于提高LED的出光率是非常有效的。1.2表面等离激元的研究现状金属中存在自由电子，当电磁波入射到金属表面时，金属表面两侧的电场的垂直分量不连续，自由电子局部会聚集在金属表面，随电场的变化而振荡，当电子的振荡频率和入射电磁波的频率一致时就会产生共振，外来的电磁场能量被吸收，这种特殊的电磁模式被称为表面等离激元。对于平坦的金属/介质表面，局部聚集的自由电子受到平行于金属表面的电场驱动，会以疏密波的形式沿着金属表面传播，局域于有限空间的电子会造成局部电磁场强度增强的现象。表面等离激元沿着表面传播，而在垂直于该表面的法向上呈指数衰减。光波与粗糙金属表面或金属纳

8、米结构的祸合，则表现为局域化的表面等离激元，它的突出特点之一是巨大的局部场增强效应，使得近场外