收集效率-paper行動(dòng)步驟

Highexternalquantumefficiencyandhighluminescenceratelaser根據(jù)昨晚的討論，我重新整理了自己的思路，把完成這個(gè)項(xiàng)目我需要做的步驟整理如下：首先檢查王所現(xiàn)在計(jì)算的實(shí)驗(yàn)上的效率值是否有誤（已經(jīng)check）輔助華洲建模（最高效率的sample），包括完美和不完美，帶loss和不帶loss四個(gè)模型（已完成）；檢查用comsol計(jì)算的方法是否無誤;建立sq2和sq39的model并計(jì)算（快完成）把這個(gè)樣品所有的數(shù)據(jù)挑出來，匯總（還差測自發(fā)輻射時(shí)的實(shí)驗(yàn)圖）把內(nèi)外量子效率，Qrad

，Qtotal等理論知識(shí)先整理出來，以及從我們現(xiàn)有的數(shù)據(jù)可以作出哪些推測和結(jié)果（基本完成）閾值時(shí)測出的Q到底物理含義是什么？是否可以和效率計(jì)算相聯(lián)系？（正在完成）得到模擬的結(jié)果，和華洲一起進(jìn)行模式分析，配合理論的推測/pattern等去作出判斷，確認(rèn)是plasmonic還是photonicmode，給出外量子效率；新的sq2和sq39還在處理把之前l(fā)ifetime的相關(guān)資料整理出來（部分），主要是解釋為什么我們的高效率樣品壽命也很短，發(fā)光速度快，以及由于我們做的是laser，它的調(diào)制速度可以更快（未開始）查閱文獻(xiàn)，主要關(guān)于spp增強(qiáng)效率方面以及高效LED方面，通過對比別人的器件，強(qiáng)調(diào)我們的器件更好（正在看zhaoweiliu的paper）昨天發(fā)現(xiàn)在建model時(shí)發(fā)現(xiàn)：

用AFM得到的樣品的長和寬與共聚焦顯微鏡測得的面積有一些偏差，因?yàn)橹暗墓鈱W(xué)顯微鏡和共聚焦顯微鏡測得的長寬差別很小，所以當(dāng)時(shí)我們認(rèn)為共聚焦的長和寬是準(zhǔn)確的，沒有用AFM做修正。

于是，和王所討論后，從AFM里讀出長和寬，得到面積，與之前的面積做比較，畫出下圖。1.15AFM只測了Au2，sample18sio2,sio25_1，然后做出AFM面積和共聚焦測量面積的比例如下。1.2991.43應(yīng)該相信AFM的結(jié)果然后修正現(xiàn)在的面積嗎？實(shí)驗(yàn)上得出的效率值SamplesonAuHeight202nmLifetime0.9822nsSq24Sq56Height198nmLifetime1.5776nsSq37Height575nmLifetime0.61141nsSq39Height130nmLifetime0.97331nsSq59Height670nmLifetime0.9828nsSq28height：192nmLifetime：0.7408nsHeight165nmLifetime0.52873nsSq2Sq6height：223nmLifetime：0.81402nsSq57height：345nmLifetime：0.9177nsSq27height：235nmLifetime：1.9652nsSq45height：205nmLifetime：0.74157nsSq63height：193nmLifetime：0.60278nsAu上測有效率的樣品的Vphy-HeightHeight165nmLifetime0.52873ns效率：0.1038Sq2Sq39Height130nmLifetime0.97331nsSq65效率：0.1013Sq8Sq50Height202nmLifetime0.9822nsSq24效率：0.2102Height:135nmLifetime:0.795ns效率：0.0426Height:138nmLifetime:1.6707ns效率：0.04354Height:120nmLifetime:1.5948ns效率：0.03325Sq6Height223nmLifetime0.81402ns效率：0.11734Sq29Sq28Height165nmLifetime0.66315ns效率：0.02622Height192nmLifetime0.7408ns效率：0.10228Au上測有效率的樣品的Vphy-HeightSq45Height:205nmLifetime:1.5948ns效率：0.11695Sq5Sq27Height:247nmLifetime:0.52946ns效率：0.04713Height:235nmLifetime:1.9652ns效率：0.11095Sq64Height:148nmLifetime:1.01334ns效率：0.09794Sq58Height:160nmLifetime:1.08965ns效率：0.05685Sq66Sq61Sq56Height:184nmLifetime:5.2181ns效率：0.06212Height:189nmLifetime:1.0609ns效率：0.00511Height:198nmLifetime:1.5776ns效率：0.14544Au上測有效率的樣品的Vphy-HeightSq41Sq46Height:196nmLifetime:2.2467ns效率：0.0418Height:189nmLifetime:1.3116ns效率：0.03009Sq44Sq63Height:195nmLifetime:2.0547ns效率：0.03677Height:193nmLifetime:0.60278ns效率：0.12602Sq42Sq48Height:230nmLifetime:0.73392ns效率：0.11054Height:243nmLifetime:1.8582ns效率：0.07558Sq40Height:280nmLifetime:0.41124ns效率：0.02453Sq43Sq38Height:350nmLifetime:0.74285ns效率：0.0619Height:373nmLifetime:0.8888ns效率：0.07588Highestefficiencysamplesq24dataAu2Sample24b24 2022.21251 1.3417 1.36 0.9822 0.475.7

0.153（全譜）編號(hào) Height Area volume threshold lifetimeFWHMPurcellfactor

betanm

um^2 λ^3 uW ns nmAu2Sample24AFM圖Au2Sample24光譜和L-Lcurve全譜LL第一次測量得到（去年）Au2Sample24光譜第二次測量得到（今年測效率時(shí)）無L-Lcurve0.21023efficiency全譜LLBG：303.48Au2Sample24C:\Users\wangsuo\Desktop\threshold\sample18CdSeonAu2\sq24684.4nm—692.4nmBG：303.29693.2nm—701.8nmBG：303.29Peak1Peak2Au2Sample24Au2Sample24光譜Au2Sample24Sq24Au2Sample24Sq24Lasing半高寬激射的Q很大~1500QuantumefficiencyandQLaserDiodeEfficienciesInternalQuantumEfficiencytr=Radiativebinationtimetnr=Nonradiativebinationtime電泵換成光泵浦時(shí)，分母變?yōu)镹umberofinjectedphotonsintothegainmediumperunitsecond.LaserDiodeEfficienciesExternalQuantumEfficiency注意：用光子的數(shù)量計(jì)算，而不是功率的比值。電泵換成光泵浦時(shí)，分母變?yōu)镹umberofinjectedphotonsintothegainmediumperunitsecond.ExtractionEfficiencyLaserDiodeEfficienciesCdSepumpPinreflection過程一：吸收Au/Sio2我們把實(shí)驗(yàn)發(fā)生的吸收過程簡化為左圖。要求外量子效率就必須知道有多少泵浦的光子實(shí)際被吸收了，這部分光子才能激發(fā)電子-空穴對，然后再發(fā)生復(fù)合過程。泵浦光打在CdSe上時(shí)，會(huì)發(fā)生反射，吸收和透射等情況。為了得到吸收的光子數(shù)目，需要知道在CdSe中到底有多少光被吸收。為此需要計(jì)算不同厚度的CdSe對泵浦光的吸收情況，從而得到每個(gè)樣品吸收的光子的量。transmissionabsorption我們可以先假設(shè)全部打在表面的光子被吸收；再把吸收的過程考慮進(jìn)去。TransitionprocessPumpEEvEchvpumpRelaxationEEvEc~100fsFcFvTransitionEEvEcnsrangeFcFvhv如圖，在泵浦光子的激發(fā)下，價(jià)帶上的電子躍遷至導(dǎo)帶，在價(jià)帶留下一個(gè)空穴。電子/空穴通過和聲子或雜質(zhì)等的散射作用快速弛豫到導(dǎo)帶底/價(jià)帶頂，達(dá)到熱平衡狀態(tài)，于是在導(dǎo)帶和價(jià)帶分別形成準(zhǔn)費(fèi)米-狄拉克分布。之后，導(dǎo)帶上的電子再發(fā)生躍遷回到價(jià)帶填充空穴，同時(shí)放出光子。過程二：發(fā)光過程二：發(fā)光吸收泵浦光子后，激發(fā)價(jià)帶電子躍遷到導(dǎo)帶，再通過與空穴復(fù)合發(fā)光（輻射復(fù)合），或者通過非輻射復(fù)合把能量轉(zhuǎn)化為其他形式。發(fā)出的光子并不能全部從CdSe出來，相當(dāng)一部分會(huì)在結(jié)構(gòu)中耗散掉，最終進(jìn)入到自由空間里的光與被吸收的泵浦光的比例就是我們想要的外量子效率。EEvEc過程二：發(fā)光參考文獻(xiàn)：<lasers>SiegmanEjNjEiEk如左圖，被泵浦到激發(fā)態(tài)（Ej）的電子會(huì)向低能級躍遷，包括輻射躍遷（）和非輻射躍遷（）。是激發(fā)態(tài)Ej上載流子壽命，Nj是激發(fā)態(tài)Ej上的載流子數(shù)目。在沒有外界作用時(shí)，上能級的載流子數(shù)目會(huì)以指數(shù)形式衰減。實(shí)驗(yàn)上測量熒光壽命時(shí)，對輻射躍遷（），發(fā)光的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)上測量得到的是上能級載流子的壽命。EjNjEiEk過程二：發(fā)光實(shí)驗(yàn)上測得是上能級載流子壽命，那么（非輻射）（輻射）輻射非輻射實(shí)驗(yàn)上，在sio2上我們測量了大塊CdSe的壽命，近似可以看作bulkCdSe的上能級壽命。于是，對Au上的nano-squareCdSe樣品，由于存在Purcelleffect影響，躍遷速率會(huì)得到增強(qiáng)，TransitionrateinacavityTransitionrateinfreespace所以Au上的CdSe塊狀樣品，有其中F是輻射速率的增強(qiáng)比例。（問題：非輻射復(fù)合速率是否也會(huì)增強(qiáng)？？）先假設(shè)非輻射過程不增強(qiáng)，1.若bulk材料輻射速率遠(yuǎn)大于非輻射速率（1/τrad>>1/τnon-rad）過程二：發(fā)光2.若bulk材料輻射速率與非輻射速率相當(dāng)代入當(dāng)增強(qiáng)因子F>>1時(shí)(實(shí)驗(yàn)上可以明顯觀察到速率增強(qiáng)幾倍)，（估計(jì)的內(nèi)量子效率下限）效率最高的樣品sq24:過程二：發(fā)光過程三：光出來的過程CdSeAuAirLossinAusppsppRadiationintoair過程三：發(fā)光后的過程過程三：光出來的過程如圖，簡單來說，產(chǎn)生的光子有三個(gè)途徑可以走：輻射到空氣以SPP形式出來（最終也損耗在Au中）損耗在Au中而外量子效率要求的，產(chǎn)生的光子中有多少光可以輻射出來。為此，lossradiationηe是extractionefficiency，表示有多大比例的光輻射到空氣中。分別用帶loss和不帶loss的結(jié)構(gòu)，得到Qtotal和Qradiation，于是由實(shí)驗(yàn)上的Purcelleffect實(shí)驗(yàn)上測得的Purcellfac