納米柱結構增強gan基綠光led內(nèi)量子效率的研究

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1、請；ｆＳｏｕ化ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙ碩±學位論文納米柱結構增強ＧａＮ基綠光ＬＥＤ內(nèi)量子效率的研究作者姓名黃江柱學科專業(yè)＾指導教師王洪教授黃華茂副硏究員所在學院物理與光電學院論文提交日期２０１６年４月StudyonEnhancementofinternalquantumefficiencyofGaN-basedgreenLEDwithnanocolumnstructureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：Huang

2、JiangzhuSupervisor：ProfessorWangHongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China*ThisworkwassupportedbytheNationalHighTechnologyR&DProgram(“863”Program)(2014AA032609),andtheStrategicEmergingIndustrySpecialfundsofGuangdongProvince(Nos.2012A080302003,2012A080304015),andTheKeytechnologiesR&DPr

3、ogramofGuangdongProvince(2014B010119002).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(zhì)，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

4、。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747nm的納米柱LED，其內(nèi)量子效率提高917%，PL譜峰值波長藍移18nm，半高全寬展寬了7nm?；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(nèi)量子效率，深度為680nm的納米柱結構LED加入表面等離子體后，內(nèi)量子效率可以達到了5

5、5.6%，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IABSTRACTGaN-basedlightemittingdiode(LED)withnanocolumnstructurehasuniqueproperties,suchassurfaceeffectandsmallsizeeffect,andhasgoodopticalproperties.Therefore,nanocolumnLEDisahottopicinrecentyears.Usingcolloidmicrospheresasphotolithographymask,Na

6、nocolumngreenLEDwasfabricatedbyinductivelycoupledplasma(ICP)anditsopticalpropertywasanaylied.Themainworkisasfollow.AnimportantsteptogethighefficiencynanocolumnLEDistheformationofanorderlyarrangedmask.Thespin-coatingmethod,liquiddroppingmethod,andgas-liquidinterfacialmethodwereusedincolloidalmi

7、crospheresself-assemblyexperiment.ThemorphologywasobservedbySEM,andtheadvantagesanddisadvantagesofthesethreemethodswereanalyzed.Itshowsthatthegas-liquidinterfacemethodissuitableforthepreparationofsinglelayercompactcolloidalmicrospheresm