金属-有机-金属电激发表面等离激元器件研究

"金属-有机-金属电激发表面等离激元器件 (2013年) - 北京大学学报(自然科学版)，第49卷，第2期，2013年3月" 这篇论文介绍了在P型硅衬底上构建的一种新型电致发光器件——金属-有机-金属（Metal-Organic-Metal, MOM）电激发表面等离激元（Surface Plasmon Polariton, SPP）器件。该器件的结构为p-Si/Au/V2O5/NPB/Alq3:DCM/Sm/Au，其中掺杂有DCM的Alq3层作为发光层。研究者通过高倍显微镜观察到，器件的侧面发光图像揭示大部分光被限制在双金层结构的波导中传播，这表明光的传输受到表面等离激元效应的显著影响。 论文中运用微区共焦拉曼光谱仪对器件进行了详细分析，分别测量了侧面出射的非偏振模式、TM（Transverse Magnetic）模式和TE（Transverse Electric）模式的电致发光谱。结果显示，TM模式的强度大约是TE模式的两倍，这暗示TM偏振特性在器件中的表面等离激元效应起着关键作用。 进一步的分析表明，这种TM偏振特性与SPP紧密相关，SPP模式的能量占总能量的约65%。为了更好地理解这一现象，研究者利用时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain, FDTD）对简化结构进行了模拟，得到了泄漏模式和SPP模式的二维电场强度分布。这些结果对于理解和优化基于硅基的光子学器件，特别是在有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode, OLED）领域，具有重要的理论和实践意义。 该研究聚焦于硅基光子学，探索了有机材料与金属结构结合的潜力，为提高光电器件的性能和效率开辟了新的途径。金属-有机-金属电激发表面等离激元器件的设计和实验验证，不仅深化了我们对表面等离激元特性的认识，也为未来开发高性能、小型化的光电集成设备提供了理论基础和技术参考。