基于金属光子晶体的有机半导体激光发射特性研究

项目名称： 基于金属光子晶体的有机半导体激光发射特性研究

项目编号： No.11274031

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张新平

作者单位： 北京工业大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目依据在分布式反馈有机半导体激光器方面取得的最新进展，特别是首次利用金属纳米结构"等粒子激元反馈"机制实现了有机半导体随机激光器，开发以大面积金属光子晶体为核心结构形式新型纳米制造技术，利用超快激光时间分辨光谱学深入研究等离子激元及其与有机半导体分子、激子和电荷相互作用的光物理学过程，进一步构造基于金属光子晶体中"等离子激元-微腔结构"反馈机制的有机半导体发光和激光器件。系统研究等离子激元在有机半导体光致、电致发光过程中不同的光电子学作用，实现基于金属光子晶体的光泵浦有机半导体激光器，获得基于金属光子晶体的有机电致发光器件的窄线宽、定向发射，并进一步研究其激光发射特性。 本项目首次将金属光子晶体的纳米电极功能、等离子激元和微腔反馈机制集成应用于有机光电子器件的研制，旨在取得电泵浦有机半导体激光发射方面的突破性进展。

中文关键词： 金属光子晶体；有机半导体；等离激元；分布式反馈；电致发光

英文摘要： Based on our recent progresses in organic semiconductor lasers using distributed feedback mechanisms, in particular on the achievements of organic random lasers using "Plasmonic Feedback" in metallic nanostructures, this project intends to develope nano-manufacturing techniques for large-area metallic photonic crystals and to investigate the photophysics of localized surface plasmon resonance and its interaction with molecules, exitons, and charges in organic semiconductors. Then, organic light-emitting and laser devices are constructed using the feedback mechanisms based on the "Plasmon resonance-DFB microcavity" scheme. The optoelectronic properties of particle plasmon resonance is investigated systematically in the photoluminescence and electroluminescence processes. Realization of the optically pumped organic lasers and light-emitting diodes with narrow-band and directional emission using metallic photonic crystals will be the aim of this project. This project introduces for the first time the multifold functions of metallic photonic crystals, which may include the nanostructured electrodes, particle plasmon resonance, and the microcavity feedback mechanisms, into the organic optoelectronic devices. This may lead to a breakthrough in the development of electrically pumped organic lasers.

英文关键词： Metallic Photonic Crystals；Organic semiconductors；Localized surface plasmon resonance；Distributed feedback；Electroluminescence