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...
