金属-有机-金属电激发表面等离激元器件

北京大学学报（自然科学版）

金属-有机-金属电激发表面等离激元器件

李宏强,王冲

北京大学物理学院介观物理国家重点实验室, 北京 100871;

收稿日期:2012-02-13 出版日期:2013-03-20 发布日期:2013-03-20

Electrically-Pumped Metal-Organic-Metal Plasmonic Emitter

LI Hongqiang, WANG Chong

State Key Lab for Mesoscopic Physics, School of Physics, Peking University, Beijing 100871;

Received:2012-02-13 Online:2013-03-20 Published:2013-03-20

摘要/Abstract

摘要： 在p型硅衬底上, 制备了金属-有机-金属(metal-organic-metal, MOM)电激发表面等离激元器件。器件结构是p-Si/Au/V₂O₅/NPB/Alq₃:DCM/Sm/Au, 掺杂DCM的Alq₃为发光层。高倍显微镜下, 器件侧面发光图像显示, 绝大部分光被限制在双金层结构波导中传播。采用微区共焦拉曼光谱仪, 分别测量了侧面出射的非偏振模式、TM模式和TE模式电致发光谱。TM模式强度约为TE模式强度的2倍。分析认为, 具有TM偏振特性的表面等离激元(surface plasmon polariton, SPP)在侧面电致发光中起重要作用。发光体的能量耗散谱表明SPP模式能量约占总能量65%。利用时域有限差分法(finite-different time-domain, FDTD)对简化结构进行模拟, 得到了泄漏模和SPP模式的二维电场强度分布。

关键词: 硅基光子学, 有机发光二极管, 表面等离激元, 金属-有机-金属

Abstract: A metal-organic-metal (MOM) plasmonic emitter with the p-type Si substrate and the active layer of Alq₃: DCM is reported. The device structure is p-Si/Au/V₂O₅/NPB/Alq₃:DCM/Sm/Au. The optical image of edge emission indicates that most of the light is well confined to the MOM waveguide. Light is collected with a confocal μ-Raman spectrometer. The TM mode is more intense than the TE mode by a factor of 2, which can be attributed to the contribution of surface plasmon polariton (SPP). The power dissipation spectrum is computed based on a simplified MOM structure of Au/organic/Au. By integrating the power of the SPP modes in the spectrum, the fraction of the total power coupled to SPP modes is 65%. The electric-field-intensity distribution and the loss coefficients are computed by finite-different time-domain (FDTD) method.

Key words: silicon photonics, organic light-emitting device, surface plasmon polariton, metal-organic-metal

中图分类号:

O469

李宏强,王冲. 金属-有机-金属电激发表面等离激元器件[J]. 北京大学学报（自然科学版）.

LI Hongqiang,WANG Chong. Electrically-Pumped Metal-Organic-Metal Plasmonic Emitter[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://xbna.pku.edu.cn/CN/

https://xbna.pku.edu.cn/CN/Y2013/V49/I2/171

[1]	张同舟, 徐艺, 高宝伟, 张家森. 表面等离激元波导中表面等离激元二次谐波的产生机制[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(6): 999-1006.
[2]	宋瀚法, 胡小永. 表面等离激元强弱耦合的频域和时域研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2019, 55(5): 871-877.
[3]	冯维. 光纤与表面等离激元波导的互联研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2014, 50(6): 985-990.
[4]	卢旭星. 一种介质加载型表面等离激元透镜的研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2012, 48(4): 519-523.
[5]	王晓伟,孙杨慧,王伟,朱瑞,朱新利,侯玉敏. ZnO纳米线PL光谱性质改善的研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2012, 48(3): 367-370.
[6]	梁启军,王若鹏. 反对称介质-金属结构中的表面等离激元[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2012, 48(2): 177-182.
[7]	任攀,古英. 共振金属纳米天线近场区域单分子荧光增益性质的研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2012, 48(1): 1-6.
[8]	孙宝清,古英,龚旗煌. 圆柱形金纳米线中表面等离激元的传输性质研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2011, 47(2): 224-230.
[9]	颜海峰,杨景,吴晓飞,张家森. 共振光学天线场增强特性的研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2007, 43(5): 639-642.