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《浙江大学》 2011年
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表面等离激元增强氮化硅基MIS器件的电致发光

任常瑞  
【摘要】:晶体硅的间接带隙特性使其不适于作为硅基光源材料。因此,硅基光源成为了制约硅基光电子发展的瓶颈问题。而富硅氮化硅(SiN_x)具有优秀的光学性能且制备工艺与CMOS工艺兼容,有可能成为一种制备硅基光源的理想材料。但是由于SiN_x的禁带宽度较宽,不利于载流子的注入;而且氮化硅中有大量的缺陷,发光效率较低,难以满足硅基光电子的要求。 因此,我们希望通过对器件结构的改善,在利用金属表面等离基元(SPPs)增强材料的发光特性的同时,改善器件的载流子注入性能,获得较高效率的SiN_x基发光器件。本文利用Ag岛膜分别增强了结构为ITO/SiO_2/SiN_x/Ag/P-Si和ITO/Ag/SiN_x/P-Si的器件的电致发光强度,取得如下结果: (1),在ITO/SiO_2/SiN_x/Ag/P-Si结构中,Ag表面等离基元增强了SiNx的辐射效率;粗糙的Ag岛膜使器件的载流子注入效率大大提高,并改变了器件的载流子输运机制;Ag岛膜的引入导致器件的ITO薄膜粗糙化,使器件的光抽取效率提高。以上三个原因的共同作用使器件的电致发光强度得到了极大的提高。另外,Ag岛膜引起的电子注入效率提高导致一个较短波长的发光峰出现。 (2),在ITO/Ag/SiN_x/P-Si结构中,Ag岛膜的表面等离基元使SiN_x的辐射效率增强;Ag岛膜导致ITO薄膜粗糙化,使器件的光抽取效率得到提高。由于以上两个原因,器件的电致发光效率得到了一定程度的提高。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O482.31

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【引证文献】
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