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用于PbS量子點(diǎn)電致發(fā)光器件中的光子晶體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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1、光子晶體結(jié)構(gòu)是由介電常數(shù)在光波長(zhǎng)量級(jí)的介質(zhì)周期性排列形成的,其控制光傳播的特性使其在光波導(dǎo),激光器,光纖和發(fā)光器件等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái),可以實(shí)現(xiàn)近紅外波段發(fā)射的PbS量子點(diǎn)電致發(fā)光器件引起了廣泛的關(guān)注,但由于器件全內(nèi)反射的影響導(dǎo)致器件的發(fā)光效率僅達(dá)到1.6%,制約了其進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展。本文采用在PbS量子點(diǎn)電致發(fā)光器件中引入光子晶體結(jié)構(gòu)的方法來(lái)優(yōu)化器件發(fā)光效率,主要研究?jī)?nèi)容如下:
   1、研究了光子晶體帶隙效應(yīng)對(duì)光

2、傳播方向的影響。采用平面波展開(kāi)法計(jì)算了具有三角,四角和六角晶格的圓形或方形介質(zhì)柱/空氣孔的光子晶體的能帶圖,獲得光子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)完全帶隙的影響規(guī)律。結(jié)果顯示以空氣為背景的六角排列方形介質(zhì)柱結(jié)構(gòu)的光子晶體結(jié)構(gòu)在l/a=0.35時(shí)具有最大的完全帶隙。最大的完全帶隙寬度△ω=O.095(2πc/a),帶底頻率ωmin=0.355(2πc/a),帶頂頻率ωmax=0.45(2πc/a),中心頻率f(a/λ)=0.403。當(dāng)晶格常數(shù)滿足a=45

3、2 nm,介質(zhì)柱邊長(zhǎng)l=159 nm時(shí),光子晶體能對(duì)波長(zhǎng)為1004nm到1273nm的光起到調(diào)制作用,使其在平面方向無(wú)法傳播而垂直于器件表面出射,減少光的損耗。
   2、在光子帶隙效應(yīng)的基礎(chǔ)上結(jié)合光柵衍射效應(yīng)和等效介質(zhì)理論優(yōu)化光子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)分析對(duì)PbS發(fā)光器件的出光效率的影響,結(jié)果得出當(dāng)光子晶體晶格常數(shù)a=452nm,介質(zhì)柱邊長(zhǎng)l=159nm,高度h=200nm時(shí),發(fā)光波長(zhǎng)為1124nm的PbS量子點(diǎn)電致發(fā)光器件的出光效率可

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