毕业设计(论文)--提高LED发光效率的研究

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时间:2019-04-06

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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

2、面等离激元金属光栅第34页共34页毕业设计(论文)专用纸AbstractSurfaceplasmonsisahotspotofresearchinrecentyears.Surfaceplasmonshavesomeparticularcharacteristicssuch0,8electricfieldlocalizationandelectricfieldenhancement.ThesecharacteristicsCanbeusedtoenhanceemi船ionoflight—emittingdiode.Becauseof,e

3、lectricfieldlocalization,SPshaslargedensityofstateswhenexcited.Thiscaninfluencetheradiationrateofexcitonandimprovethequantumyield.ThedirectionofradiationandtheefficiencyofLEDcanbecontroledbyappropriateconfiguration.Manyresearchgroupshaveinvestigatedthephyrsicalmechanismo

4、fenhanceemissionusingSPsinrecentyearsandgetsomegreatresults.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

5、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

6、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。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

7、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

8、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

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