Lichtauskopplung aus LEDs mittels Metallnanoteilchen

Publikation: Hochschulschrift/AbschlussarbeitDissertation

Beitragende

  • Tino Göhler - (Autor:in)

Abstract

Der externe Wirkungsquerschnitt von auf AlGaAs/InGaAlP basierenden Leuchtdiodenrn(LEDs) ist auf Grund von Totalreflexion infolge des hohen Brechungsindex desrnHalbleitermaterials (n = 3...4) beschränkt. Auf die Oberfläche der LED aufgebrachternmetallische Nanoteilchen (MNT) können jedoch als Dipolstreuer genutzt werden, umrnso die Emission der LED zu vergrößern. In dieser Arbeit wurden zunächst einzelnernGoldnanoteilchen verschiedener Größe auf einer solchen Leuchtdiode in zwei verschiedenenrnUmgebungsmedien untersucht. Dabei zeigt sich eine deutliche Verstärkungrnder Emission, falls die Dipolresonanz des MNT bei kürzeren Wellenlängen im Vergleichrnzur LED-Emission liegt. Für den Fall, dass die Dipolresonanz mit der Emissionrnüberlappt oder bei größeren Wellenlängen liegt, kommt es zu einer Abschwächung.rnNumerische Berechnungen zeigen, dass dabei die Stärke der Quadrupolmode, welchernzusätzliche Absorption hervorruft, sowie eine Rotverschiebung der Dipolresonanzrnbei Anregung oberhalb des kritischen Winkels der Totalreflexion eine entscheidendernRolle spielen. Mit Hilfe einer speziellen Maskentechnik, der Fischer-Pattern-rnNanolithographie, können Arrays von MNT hergestellt und anschließend die MNT inrnForm und Größe manipuliert werden. Die zunächst dreieckige Form der Partikel führtrnzu einer Abschwächung der Emission, welche sich aber durch Umwandlung der MNTrnin Kugeln zu einer Emissionsverstärkung wendet. Dabei kann Licht, welches sonstrnim Substrat gefangen wäre, durch plasmonische Streuung ausgekoppelt werden. EinernUntersuchung ähnlicher Strukturen auf einem hochbrechenden, transparenten Substratrn(GaP) zeigt, dass die Lage der plasmonischen Resonanzen stärker vom Abstandrnder Partikel abhängt, als gewöhnlich zu erwarten wäre.

Details

OriginalspracheDeutsch
QualifizierungsstufeDr. rer. nat.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer:in / Berater:in
  • Eng, Lukas, Gutachter:in
  • Grafström, Stefan, Betreuer:in, Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010
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Schlagworte

Schlagwörter

  • Leuchttdiode, Metallnanoteilchen, Lichtauskopplung, Nanolithografie