共振与表面纹理化对新兴薄膜器件发光的影响
光学
2025-01-03 v2
摘要
薄膜制备与加工的最新进展为已确立的和新兴的光学技术开辟了有趣的可能性。其中，一个需要更全面理解的关键问题是，通过利用共振效应和表面纹理化能在多大程度上改善薄膜器件的性能。本文报告了我们围绕该问题两个方面的最新理论研究：(1) 通过腔效应能在多大程度上增强极薄（约10纳米）层的整体（即角度和能量积分）发光，以及 (2) 共振在多大程度上影响典型器件中中等厚度（大于100纳米）层与自由空间相互作用（此处指超薄太阳能电池）的发光。从主题(1)开始，我们发现，特别是厚度小于50纳米的有源层，通过将其置于腔中，可以通过共振效应显著提升总发光量。对于主题(2)，结果表明，只要器件外边界的反射率已知，且发光层不非常靠近支持直接倏逝耦合的光学元件（如金属反射镜），辐射传输方法（即不考虑共振效应的方法）就能对薄膜器件中中等厚度层的总发光量给出非常准确的预测。最后，我们证明，将自洽辐射传输-漂移扩散方法扩展到漫散射，为优化即使是具有纹理化表面的薄膜器件也提供了一种有趣的工具。
引用
@article{arxiv.2401.05108,
title = {Effects of resonances and surface texturing on light emission in emerging thin-film devices},
author = {Pyry Kivisaari and Mikko Partanen and Jani Oksanen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.05108},
year = {2025}
}