腔等离激元：InGaN发光二极管的增强发光效应
光学
2025-01-10 v1 应用物理
摘要
我们在InGaN/GaN发光二极管的顶部p-GaN层中制备了多边形纳米孔，随后在纳米孔内沉积Au/Al金属薄膜以形成金属微腔，从而构建了表面等离激元结构。结果表明，随着电流注入的增加，LED的光输出提升了46%，同时增益峰值位置向等离激元共振能量方向移动。当耦合距离从60 nm减小到30 nm时，最大增强因子增加到2.38。有趣的是，时间分辨光致发光数据显示，由于等离激元耦合，自发发射衰减时间延长，这表明存在一种新的等离激元耦合机制。时域有限差分模拟结果表明，电场集中在金属微腔周围的特定位置，产生了一种新型的形状敏感等离激元，此处称为腔等离激元。这种强烈的局域化导致了更长的寿命并提高了激子的复合效率。我们讨论了由具有特定角度形状的多边形金属微腔产生的腔等离激元的几个独特性质。结果表明，多边形金属微腔产生的腔等离激元是一种极具前景的技术，可用于增强相关半导体光电器件的发光性能。
引用
@article{arxiv.2501.04713,
title = {Cavity Plasmon: Enhanced Luminescence Effect on InGaN Light Emitting Diodes},
author = {Yuyin Li and Jing Zhou and Ziwen Yan and Xianfei Zhang and Zili Xie and Xiangqian Xiu and Dunjun Chen and Bin Liu and Hong Zhao and Yi Shi and Rong Zhang and Youdou Zheng and Peng Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.04713},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 6 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2104.00849