AlGaN基UVLED光提取效率高的金属纳米结构及其制备方法

本申请涉及纳米结构，特别是涉及一种algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构。

背景技术：

1、六方纤锌矿结构ⅲ族氮化物半导体中的三元合金algan禁带宽度从3.4ev到6.2ev连续可调，使其光响应覆盖了近紫外到深紫外波段，因此在紫外的探测器和发光器等光电器件中有着先天优势，被认为是用于生产uv-a(320nm-400nm)、uv-b(290nm-320nm)和uv-c(200nm-290nm)波段区域发光二极管最理想材料。

2、由于其寿命长、无污染、低功耗和小尺寸等优点，algan基深紫外发光二极管(deepultraviolet light emitting diodes-duv led)在紫外固化、生物制药、荧光检测、杀菌消毒等多个领域受到了广泛的关注。

3、然而，目前algan基duv led的光提取效率(light extraction efficiency-lee)依旧很低，主要是由于algan基duv led独特的光学偏振特性以及由于内部材料不同折射率导致的全反射，因此需要设计一种实现duv-led的光提取效率的提高的结构和方法。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现duv-led的光提取效率的提高的algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构。

2、本发明技术方案如下：

3、一种algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构，包括algan基uv led结构，所述algan基uv led结构上设有出射面，所述出射面上设有纳米图案，所述纳米图案上设有纳米颗粒。

4、具体而言，所述纳米图案为半球形。

5、具体而言，所述纳米颗粒为金属al纳米颗粒。

6、具体而言，所述algan基uv led结构的出射面图形化并刻蚀金属al纳米颗粒和纳米图案。

7、具体而言，所述algan基uv led结构包括底座，所述底座上设有p型电极焊盘和n级电极焊盘，所述p型电极焊盘上设有p型反射电极；所述n级电极焊盘上设有n级algan接触电极；所述p型反射电极上依次设置有p-gan、p-algan、多量子阱和n-algan。

8、具体而言，一种algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构的制备方法，所述方法基于algan基uv led结构进行，所述方法包括：在所述algan基uv led结构上设有出射面，所述出射面上设有纳米图案，所述纳米图案上设有纳米颗粒。

9、具体而言，通过干法刻蚀对蓝宝石衬底进行图形化，蓝宝石衬底上生长的纳米半球图案通过漫反射的方式增加光子从有源区出射到器件外部的概率。

10、具体而言，在器件顶端放置金属al纳米颗粒，金属sps与入射角度大于临界角的光子进行能量传递，能量以散射作用被释放到器件外部，从而实现光提取效率的提高。

11、具体而言，通过在出射面图形化并刻蚀金属al纳米颗粒，来打破全反射条件，提高光的耦合区域。

12、金属al纳米颗粒的沉积可用aao模板法进行沉积得到。

13、本发明实现技术效果如下：

14、本发明通过设置algan基uv led结构，所述algan基uv led结构上设有出射面，所述出射面上设有纳米图案，所述纳米图案上设有纳米颗粒，图形化可以能够打破全反射的条件，使入射角度大于临界角的光子也能出射。且在器件顶端放置金属al纳米颗粒，金属sps可以与入射角度大于临界角的光子进行能量传递，能量以散射作用被释放到器件外部，从而实现光提取效率的提高。

技术特征：

1.一种algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构，包括algan基uv led结构，其特征在于，所述algan基uv led结构上设有出射面，所述出射面上设有纳米图案，所述纳米图案上设有纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构，其特征在于，所述纳米图案为半球形。

3.根据权利要求1所述的algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构，其特征在于，所述纳米颗粒为金属al纳米颗粒。

4.根据权利要求1所述的algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构，其特征在于，所述algan基uv led结构的出射面图形化并刻蚀金属al纳米颗粒和纳米图案。

5.根据权利要求1-4任一项所述的algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构，其特征在于，所述algan基uv led结构包括底座，所述底座上设有p型电极焊盘和n级电极焊盘，所述p型电极焊盘上设有p型反射电极；所述n级电极焊盘上设有n级algan接触电极；所述p型反射电极上依次设置有p-gan、p-algan、多量子阱和n-algan。

6.一种algan基uv led光提取效率高的金属纳米结构的制备方法，其特征在于，所述方法基于algan基uv led结构进行，所述方法包括：在所述algan基uv led结构上设有出射面，所述出射面上设有纳米图案，所述纳米图案上设有纳米颗粒。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，通过干法刻蚀对蓝宝石衬底进行图形化，蓝宝石衬底上生长的纳米半球图案通过漫反射的方式增加光子从有源区出射到器件外部的概率。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在器件顶端放置金属al纳米颗粒，金属sps与入射角度大于临界角的光子进行能量传递，能量以散射作用被释放到器件外部，从而实现光提取效率的提高。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，通过在出射面图形化并刻蚀金属al纳米颗粒，来打破全反射条件，提高光的耦合区域。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，金属al纳米颗粒的沉积可用aao模板法进行沉积得到。

技术总结本申请涉及一种AlGaN基UV LED光提取效率高的金属纳米结构及其制备方法，本发明通过设置AlGaN基UV LED结构，所述AlGaN基UV LED结构上设有出射面，所述出射面上设有纳米图案，所述纳米图案上设有纳米颗粒，图形化可以能够打破全反射的条件，使入射角度大于临界角的光子也能出射。且在器件顶端放置金属Al纳米颗粒，金属SPs可以与入射角度大于临界角的光子进行能量传递，能量以散射作用被释放到器件外部，从而实现光提取效率的提高。技术研发人员：刘欢,王铠尧,杨涛,梁田泓受保护的技术使用者：五邑大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29