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从90年代氮化镓(Gallium Nitride,GaN)材料出现以来,InGaN/GaN量子阱蓝绿光发光二极管(Light Emitting Diodes,LED)技术得到了很大的发展。蓝绿光LED已用于交通灯、仪表指示灯、液晶显示、背投光源及通讯光源等场合。虽然基于III-V族氮化物的LED已经大规模的应用在商业上,但蓝绿光LED的发光效率较低。近年来,人们一直致力于提高蓝绿光LED发光效率的研究。通过理论计算和实验研究,人们找到了很多种提高蓝绿光LED发光效率的方法,而将金属表面等离子体用于提高LED的发光效率,则是近年来研究的热点。本文设计并制备了金(Au)球形纳米颗粒,研究了影响其形貌和表面等离子体共振特性的因素,在此基础上将Au纳米球形颗粒用于提高绿光LED的发光,并详细研究了不同热退火方式、不同热退火温度与不同Au薄膜溅射时间对Au纳米颗粒形状和尺寸及表面等离子体共振波长的影响。本论文的主要工作有以下几个方面内容:(1)金属结构及材料的选择通过对比金属光栅和球形纳米颗粒的特性及制备工艺难易程度,发现球形纳米颗粒可直接激发SP,且制备工艺简单,成本较低,可用来增强绿光LED的发光。通过理论分析与计算,研究了金属的透射率和反射率,发光中心与金属结构间的距离,金属的表面等离子体共振带与发光中心荧光峰的光谱位置对绿光LED发光增强的影响。实验发现,Au纳米结构所激发的表面等离子体共振波长与绿光LED的发光波长接近,能有效增强绿光LED的发光。(2)金纳米颗粒的制备其影响因素的研究利用磁控溅射法制备出了Au纳米颗粒,研究了不同热退火方式、不同热退火温度和不同Au薄膜的溅射时间对Au纳米颗粒形貌及其表面等离子体共振波长的影响。采用了两种测试方式对样品进行透射谱及反射谱的测试,对比了不同测试方式对表面等离子体共振波长的影响。实验结果表明,不同的热退火方式和条件可以改变Au纳米颗粒的形状和尺寸,进而改变表面等离子体共振波长;而不同的测试方式只影响消光谱的强度,不影响表面等离子体的共振波长。(3)具有表面等离子体绿光LED的制备及性能研究根据前面的研究结果,成功制备出具有表面等离子体的绿光LED,并对其光学特性和电学特性进行分析。与普通的LED相比,在注入电流为20mA下,具有表面等离子体的绿光LED的光功率增大了30%,极大地提高了绿光LED的效率及亮度。Au纳米颗粒的引入,还减小了绿光LED的电压,改善了绿光LED的热特性。利用这种方法提高LED的发光效率不仅工艺简单,而且可以大幅度提高LED的光功率。