973项目申报书——2009CB930500金属介质纳米异质结构中的局域耦合效应及其在光电转换器件中的应用VIP专享

项目名称： 金属/介质纳米异质结构中的局域耦合效应及其在光电转换器件中的应用 首席科学家： 徐现刚 山东大学 起止年限： 2009.1至 2013.8 依托部门： 教育部 1 一、研究内容 1. 拟解决的关键科学问题 本项目围绕金属/介质纳米异质结构中的局域耦合效应这一中心问题，设计和制备具有局域耦合效应的金属/介质纳米异质结构，探索等离激元激发、局域耦合、能量传输和转换的物理机理和调控机制，掌握光在具有金属/介质纳米异质结构的半导体表面的发射机理，并利用其原理达到提高光电器件转换效率的目的。主要解决以下关键科学问题： （ 1）金属/介质纳米异质结构中的元激发及其局域耦合效应 金属/介质纳米异质结构中的等离激元激发及其与光波的共振耦合特性；局域等离激元与传播等离激元的近场光学特性和远场光谱特征；不同维度金属/介质纳米结构中的场局域增强和约束的物理机制，传播与约束的优化与均衡；探讨增益介质 (如 InGaAsP， GaN)在金属孔或缝天线能量的补偿方法；磁等离极化激元的共振特性、色散性质以及场的局域化特性。 （ 2）金属/介质纳米异质结构的设计、制备及其对局域耦合效应的调控 金属/介质异质结构中非周期性、应力、微结构尺寸和缺陷对电磁特性及场耦合的影响；外场作用下材料的介电性质的变化对金属/介质纳米结构中的场耦合效应的调控机制。 （ 3）光电转换异质结器件中表面等离激元和光的转换机理 局域耦合效应对光电器件中载流子产生、传输和复合行为的影响，表面等离极化激元与激子极化激元之间的相互作用，提高内量子效率；金属/介质纳米结构对非相干光和等离激元相互转换效率的影响，提高外量子效率；实现光电器件性能的提高。 2. 主要研究内容 针对上述关键科学问题，以高效GaN 功率LED 和 OLED 的开发为目标，围绕金属/介质纳米异质结构的设计和制备，开展金属/介质纳米异质结构中场的激发、传播、约束和耦合特性的研究，探索外场对局域耦合效应的调控机制。针对提高功率LED 和 OLED 发光效率的应用目标，着重研究在可见光和近红外光区具有显著等离激元共振的贵金属（金、银、铜等）及典型的光学介质（玻璃、石英等）的复合体系，具体研究内容包括以下几个方面： （ 1）金属/介质纳米结构中元激发的基本物理性质及其与光的相互作用 1）等离激元在周期结构、准周期结构以及金属/介质多层结构中的激发与约束模式的研究 发展新型等离激元与极化激元的有效激发模式，探讨亚波长光...