發(fā)布時間：2018-04-07 16:05

  本文選題：離子束沉積　切入點：Ag納米粒子　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：GaN基Ⅲ族氮化物材料的機械、化學(xué)和光電性能十分優(yōu)良,是制備短波發(fā)光二極管(LED)、激光器(LD)以及光電探測器件的優(yōu)選材料。但是,目前由于晶體缺陷、量子限制斯塔克效應(yīng)(QCSE)以及droop效應(yīng)等問題的存在,使得GaN基器件的發(fā)光效率并不理想。利用表面等離激元(SPs)耦合效應(yīng)可以同時提高GaN基材料與器件的內(nèi)量子效率和光提取效率,從而提高材料與器件的發(fā)光效率。本論文利用金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)制備了不同結(jié)構(gòu)的GaN基材料與器件,并根據(jù)其特點,針對性的采用不同的金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生SPs來提高其發(fā)光效率。具體內(nèi)容如下:1、采用離子束沉積(IBD)技術(shù)與快速熱退火相結(jié)合制備Ag納米粒子。詳細(xì)研究了不同制備條件對Ag納米粒子的形貌及特性的影響,并且對Ag納米粒子的抗氧化能力做出了分析。為后續(xù)其在GaN基發(fā)光器件的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。2、采用MOCVD技術(shù)在c面雙拋藍(lán)寶石襯底上制備了Ga極性的GaN基藍(lán)光多量子阱(MQWs)和LED。首先研究了表面等離極化激元(SPPs)和局域表面等離激元(LSPs)對藍(lán)光多量子阱發(fā)光效率的影響。研究表明:Ag薄膜產(chǎn)生的SPPs不能有效的提高多量子阱的發(fā)光效率;沉積時間為35s,600°C退火15min后形成的Ag納米粒子產(chǎn)生的LSPs耦合效應(yīng)使得藍(lán)光多量子阱的室溫PL積分強度增加了1.72倍;共振吸收峰與多量子阱的PL譜峰相一致且具有較大縱橫比的Ag納米粒子能夠更好的提高多量子阱的發(fā)光效率。其次,創(chuàng)新性的提出采用極化誘導(dǎo)摻雜Al GaN作為p型層的藍(lán)光LED結(jié)構(gòu),并且實現(xiàn)了表面等離激元提高其發(fā)光強度,避免了二次外延。3、采用MOCVD技術(shù)在c面雙拋藍(lán)寶石襯底上制備了N極性紫光LED。采用表面等離激元與表面粗化相結(jié)合的方法提高N極性紫光LED的發(fā)光強度。研究表明:腐蝕時間為60min,沉積Ag薄膜厚度為50nm的紫光LED樣品的PL譜峰值強度相對參比樣品增加了約4倍。4、采用MOCVD技術(shù)在c面雙拋藍(lán)寶石襯底上制備了Ga極性紫外光多量子阱樣品。首先研究了Al薄膜產(chǎn)生的SPPs對紫外光多量子阱發(fā)光效率的影響。研究表明:在多量子阱表面制備的Al薄膜非常平坦,不能有效的發(fā)射SPPs所攜帶的能量,故這種結(jié)構(gòu)不適合用來提高紫外光多量子阱的發(fā)光效率。然后研究了Ag納米粒子的四偶極子共振模式對多量子阱發(fā)光效率的影響。研究表明:尺寸較大的Ag納米粒子產(chǎn)生的四偶極子共振吸收峰較強,與多量子阱的耦合強度也較強,能使得多量子阱的發(fā)光強度得到更高倍數(shù)的提高。且隨隔離層厚度的增加,LSPs的強度以指數(shù)形式衰減,其與多量子阱的耦合強度也隨之迅速衰減。
[Abstract]:The mechanical, chemical and optoelectronic properties of GaN based 鈪，

本文編號：1719880