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专利号: 2017102250664
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种金属局域表面等离激元耦合增强硅基LED,包括:p衬底、位于p衬底上的n阱、位于n阱上表面的p+和n+;在所述p+上设有p电极,在所述n+上设有n电极;其特征在于:所述p+为楔形结构,所述楔形结构的楔角为45°士0.5°;所述LED的发光区域位于楔角和n+之间;在所述发光区域的上表面设置有同取向的含Au纳米颗粒的纳米纤维;所述纤维纤维的直径为

120士20nm,所述金属纳米颗粒直径大小为10士2nm;在所述纳米纤维为设有SiO2介质层。

2.一种基于权利要求1所述金属局域表面等离激元耦合增强硅基LED的制造方法,其特征在于:包括如下步骤:-3

步骤101、在p衬底上嵌入n阱,所述n阱的掺杂浓度为1.52×1017cm ;

步骤102、在所述n阱的上表面嵌入楔形结构的p+和矩形结构的n+,所述p+的掺杂浓度为

1×1019cm-3,所述p+的楔角为45°,所述楔角位于靠近n+的一侧,所述LED的发光区域位于楔角和n+之间;

步骤103、利用静电纺丝技术制备含金属纳米颗粒的纳米纤维,并将制备成型的纳米纤维设置在发光层的上表面;

步骤104、在所述纳米纤维为设有SiO2介质层;

步骤105、在所述p+上制备p电极,在所述n+上制备n电极。

3.根据权利要求2所述金属局域表面等离激元耦合增强硅基LED的制造方法,其特征在于:所述步骤103中,利用静电纺丝技术制备含金属纳米颗粒的纳米纤维的具体过程为:步骤1031、取体积比为1:80的纳米金颗粒胶体溶液10ml;

步骤1032、取聚乙烯毗咯烷酮固体粉末2.00士0.25g加入到纳米金颗粒胶体溶液;

步骤1033、在室温25℃士1℃的条件下,采用转速为380r/min的磁力搅拌,使得聚乙烯毗咯烷酮固体粉末溶解于纳米金颗粒胶体溶液中;

步骤1034、将溶解后的溶液抽入针管中,并将针管固定于静电纺丝装置的操作台上,调整针管倾斜角度与地面垂直方向成3至5度从而控制流速;

步骤1035、在电压为18士2kV、流量为0.056士0.01ml/min、纺丝距离为18士2cm的条件下,开启静电纺丝装置进行静电纺丝,使用滚筒收集装置收集纳米纤维;

步骤1036、1小时后关闭静电纺丝装置的电源,收集位于收集装置中的纳米纤维;

步骤1037、在10.58mL无水乙醇中加入60uL的氨水,随后放入剪好的纤维薄膜,之后加入500uL正硅酸四乙酷,在40℃油浴下反应350min,350min后收取纤维薄膜,用去离子水冲洗,得到外层为25纳米厚SiO2包覆层;

步骤1038、将得到的纳米纤维放置到LED发光层上表面;

步骤1039、烘干,通过纳米纤维自身的粘合性使纳米纤维附着在发光区域的上表面。

4.根据权利要求2所述金属局域表面等离激元耦合增强硅基LED的制造方法,其特征在于:所述步骤105具体为:在n+和p+上表面光刻电极孔,利用电子束蒸发和金属剥离工艺分别制作p电极和n电极。