[实用新型]一种利用双层表面等离激元增强LED发光效率的结构

说明书

本实用新型涉及一种利用双层表面等离激元增强LED发光效率的结构，包括基底层，所述基底层上方设置有缓冲层，所述缓冲层的上方设置有第一氮化镓层，所述第一氮化镓层的上方设置有第一电极、第二氮化镓层，第一电极与第二氮化镓层相互间隔，所述第二氮化镓层的上表面设置有第一微纳金属颗粒层，第二氮化镓层的上方设置有多重量子阱层，所述多重量子阱层的上方设置有第三氮化镓层，所述第三氮化镓层的下表面设置有第二微纳金属颗粒层，所述第三氮化镓层的上方设置有第二电极；该利用双层表面等离激元增强LED发光效率的结构，能够极大的增强表面等离激元所产的近场的范围，通过局域电场就可以增强多重量子阱层的发光效率。

技术领域

本实用新型属于LED光源技术领域，具体涉及一种利用双层表面等离激元增强LED发光效率的结构。

背景技术

LED光源(LED指的是Light Emitting Diode)为发光二极管光源。LED的发光原理与白炽灯和气体放电灯的发光原理都不同，LED光源的能量转化效率非常高，理论上可以达到白炽灯10％的能耗，LED相比荧光灯也可以达到50％的节能效果。光效为75lm/W的LED较同等亮度的白炽灯耗电减少约80％，节能效果显著，这对能源十分紧张的中国来说，无疑具有十分重要的意义。LED还可以与太阳能电池结合起来应用，节能又环保。其本身不含有毒有害物质(如：汞)，避免了荧光灯管破裂溢出汞的二次污染，同时又没有干扰辐射。LED光源的不但更加环保节能，而且LED光源的光机色域更宽，色彩饱和度更高，更为关键的是，LED灯饰光源的使用寿命长达60000小时，能彻底解决传统灯泡光源寿命短的问题。未来，LED光源的应用会成为主流。因此，如何提高LED光源发出光的利用率，就显得尤为重要。

一方面，表面等离激元可以增强局域电场，这种局域电场可以增强电子空穴对的复合效率，从而增强发射光的效率，但是由于表面等离激元所产生的近场的的范围很有限，为了更好的通过近场影响量子阱进行反光，量子阱的边缘厚度一般为15nm，量子阱的厚度一般为3nm。

另一方面，由于传统的表面等离激元增强量子阱复合发光效率中，金属颗粒要么是在p-GaN中，要么是在n-GaN中，总之，就只有量子阱的一面会有金属颗粒。这导致，金属颗粒距离量子阱的距离很难控制，所以就难以控制微纳金属结构产生的近场对量子阱的作用。而且平面的结构产生的表面电场增强通常也是平面的，即基本上分布在量子阱的表面，而量子阱的是在z方向上存在厚度的，且通常为多层的复合量子阱，所以如果可以使金属颗粒产生局域增强场作用在整个量子阱所处的空间上，则可以很大程度的增强LED的放光效率。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种利用双层表面等离激元增强LED发光效率的结构。

为此，本实用新型提供了一种利用双层表面等离激元增强LED发光效率的结构，包括基底层，所述基底层上方设置有缓冲层，所述缓冲层的上方设置有第一氮化镓层，所述第一氮化镓层的上方设置有第一电极、第二氮化镓层，第一电极与第二氮化镓层相互间隔，所述第二氮化镓层的上表面设置有第一微纳金属颗粒层，第二氮化镓层的上方设置有多重量子阱层，所述多重量子阱层的上方设置有第三氮化镓层，所述第三氮化镓层的下表面设置有第二微纳金属颗粒层，所述第三氮化镓层的上方设置有第二电极。

所述多重量子阱层的厚度为40nm～50nm。

所述缓冲层是由氮化镓或者氮化铝低温生长制成。

所述多重量子阱层是由In_xGa_1-xN或GaN中的一种制成，或者是由In_xGa_1-xN层与GaN层交替组成的多层结构。

所述第一氮化镓层是由未掺杂的氮化镓制成。

所述第二氮化镓层是由N型掺杂的氮化镓制成。

所述第三氮化镓层是由P型掺杂的氮化镓制成。