氮化鎵基異質(zhì)界面的表面等離激元效應(yīng)研究.pdf

1、氮化鎵自上世紀(jì)八十年代產(chǎn)生以來(lái)，在各個(gè)領(lǐng)域引起了一股極大的研究熱潮。作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，氮化鎵在制造抗輻射、大功率、高頻率、高集成密度的電子元件以及各顏色發(fā)光器件和紫外發(fā)光器件、光探測(cè)器件方面有著極其重要的應(yīng)用。隨著氮化鎵(GaN)藍(lán)光發(fā)光二極管的誕生，以及各種波長(zhǎng)氮化鎵激光器的相繼研制成功，氮化鎵材料在LED等器件應(yīng)用領(lǐng)域有著越來(lái)越重要的地位。但是光在氮化鎵材料的傳輸過(guò)程中仍然存在著效率低下的問(wèn)題，這有著材料自身內(nèi)部的原因和外

2、部原因。近幾年來(lái)對(duì)于三族氮化物材料的優(yōu)化，已經(jīng)極大地改善了氮化鎵材料自身的發(fā)光效率，然而光在氮化鎵中傳輸?shù)男嗜匀缓艿拖?。所以研究氮化鎵介質(zhì)，提高光在氮化鎵中的傳播效率，能使其在將來(lái)的光顯示、光電元件和光電集成行業(yè)具有光明的應(yīng)用前景。光在金屬表面能激發(fā)等離子體表面波，入射光被吸收，同時(shí)金屬內(nèi)的自由電子和光子相互作用，光在金屬表面有一個(gè)明顯的增強(qiáng)效應(yīng)。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，可以在氮化鎵材料中加入納米量級(jí)的金屬元件，來(lái)實(shí)現(xiàn)光在傳輸過(guò)程中的局部放大，

3、從而實(shí)現(xiàn)傳輸效率的提高。近幾年相關(guān)的研究也比較多，藍(lán)光波長(zhǎng)光強(qiáng)已經(jīng)增大到十幾倍，但對(duì)于人眼最敏感的黃綠光卻都只有一倍左右的增強(qiáng)，而且他們的模型成本比較高、模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以基于我們的研究，我們提出了一種基礎(chǔ)的金屬光柵結(jié)構(gòu)，它經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、簡(jiǎn)單易行，而且對(duì)于黃綠光光強(qiáng)增強(qiáng)效率較之前的研究有了很大的提高，適用于推動(dòng)新型氮化鎵光電器件在實(shí)際生活中的應(yīng)用。
　　本文首先分析等離子體表面波及其特性、激發(fā)條件，提供研究的理論基礎(chǔ);其次，介紹對(duì)等離