本文關鍵詞：納米柱結構增強GaN基綠光LED內量子效率的研究

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【摘要】：GaN基納米柱結構LED由于具有表面效應、小尺寸效應等獨特性質,具備了較好的光學特性,已成為了當前的一個研究熱點。本文通過納米膠體小球做掩膜,用電感耦合等離子體(ICP)刻蝕外延片制備綠光納米柱LED,對其光學特性進行了研究,主要的工作如下:形成一個排列均勻整齊的掩膜是制備高效率納米柱的重要步驟之一,本文通過旋涂法、滴定法以及氣液界面法對納米膠體小球進行自組裝,用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了各自形成的自組裝小球形貌,分析了三種方法各自的優(yōu)缺點,結果表明氣液界面法比較適合制備單層緊湊的膠體小球掩膜。通過自組裝膠體小球形成SiO2納米顆粒并以此作為第二掩膜,用ICP干法刻蝕在GaN基綠光外延片上制備了三種不同高度的納米柱LED,用掃描電子顯微鏡進行了形貌分析,并用光致發(fā)光(PL)譜對這三種納米柱結構的發(fā)光性能進行了測試和分析,與普通平面結構樣品相對比,高度為747 nm的納米柱LED,其內量子效率提高917%,PL譜峰值波長藍移18 nm,半高全寬展寬了7 nm�；谥苽浼{米柱的工藝基礎,通過在LED量子阱附近制備Ag納米顆粒表面等離子體,使其與量子阱發(fā)生耦合,加快了量子阱的自發(fā)復合速率,提高了內量子效率,深度為680 nm的納米柱結構LED加入表面等離子體后,內量子效率可以達到了55.6%,實現(xiàn)了高光效、高速率LED。
【關鍵詞】：GaN 綠光LED 自組裝 納米柱 表面等離子體
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9
• 1.2 當前綠光LED遇到的主要問題9-12
• 1.2.1 光提取效率低10-11
• 1.2.2 量子限制斯塔克效應11-12
• 1.3 提高綠光LED發(fā)光效率的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.3.1 提高綠光光提取效率12-16
• 1.3.2 提高內量子效率16-17
• 1.4 GaN基納米柱LED17-23
• 1.4.1 納米柱結構提高LED發(fā)光效率17-18
• 1.4.2 納米柱的制備方法18-21
• 1.4.3 國內外研究現(xiàn)狀21-23
• 1.5 本論文的工作及主要內容23-25
• 第二章 納米柱掩膜的制備25-34
• 2.1 引言25
• 2.2 實驗儀器、試劑及表征方式25-27
• 2.2.1 實驗儀器25-26
• 2.2.2 實驗試劑26
• 2.2.3 表征方式26-27
• 2.3 旋涂法27-29
• 2.3.1 實驗部分27
• 2.3.2 結果與討論27-29
• 2.4 滴定法29-30
• 2.4.1 實驗部分29
• 2.4.2 結果與分析29-30
• 2.5 氣液界面法30-32
• 2.5.1 實驗部分30-31
• 2.5.2 結果與討論31-32
• 2.6 本章小結32-34
• 第三章 納米柱的制備與分析34-46
• 3.1 GaN基外延片制作34
• 3.2 GaN基納米柱制作的關鍵工藝34-38
• 3.3 實驗部分38-39
• 3.4 結果分析39-44
• 3.4.1 樣品形貌分析39-41
• 3.4.2 光譜分析41-44
• 3.5 本章小結44-46
• 第四章 Ag納米顆粒表面等離子體納米柱46-55
• 4.1 表面等離子體46-48
• 4.1.1 局域表面等離子體46-47
• 4.1.2 表面等離子體增強LED內量子效率47-48
• 4.2 實驗部分48-49
• 4.3 結果與分析49-54
• 4.4 本章小結54-55
• 總結與展望55-57
• 參考文獻57-63
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果63-64
• 致謝64-65
• 附件65

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