表面等离子共振增强硅基发光研究

过高的互连和集成度造成的信号延迟和器件过热，给基于硅材料之上的以大规模集成电路为代表的微电子工业的持续发展带来了很大的困难；而光电子集成则是解决这一难题的理想途径。但是硅材料的间接带隙结构限制了它在光电子中的应用，因此，能够获得室温下具有一定发光效率和响应速度的硅基发光二极管就显得极为重要。本项目将通过在单分散的二氧化硅小球表面包覆金或银金属膜，通过调节作为核心的二氧化硅球的大小和金属膜的厚度，制备出表面等离子激元能够与硅pn结所发出的红外波段光相耦合的金属空心壳或介质核/金属壳层结构；然后利用硅pn结发光与以周期性分布于其上的金属微结构中的等离子激元进行耦合，通过在金属与硅界面处高密度的光子模式所提供的更多的辐射衰减途径来提高整个发光体系的辐射复合率，从而得到具有响应速度快，高辐射复合效率的硅基发光器件。