收集效率-paper行动步骤

Highexternalquantumefficiencyandhighluminescenceratelaser根据昨晚的讨论，我重新整理了自己的思路，把完成这个项目我需要做的步骤整理如下：首先检查王所现在计算的实验上的效率值是否有误（已经check）辅助华洲建模（最高效率的sample），包括完美和不完美，带loss和不带loss四个模型（已完成）；检查用comsol计算的方法是否无误;建立sq2和sq39的model并计算（快完成）把这个样品所有的数据挑出来，汇总（还差测自发辐射时的实验图）把内外量子效率，Qrad

，Qtotal等理论知识先整理出来，以及从我们现有的数据可以作出哪些推测和结果（基本完成）阈值时测出的Q到底物理含义是什么？是否可以和效率计算相联系？（正在完成）得到模拟的结果，和华洲一起进行模式分析，配合理论的推测/pattern等去作出判断，确认是plasmonic还是photonicmode，给出外量子效率；新的sq2和sq39还在处理把之前lifetime的相关资料整理出来（部分），主要是解释为什么我们的高效率样品寿命也很短，发光速度快，以及由于我们做的是laser，它的调制速度可以更快（未开始）查阅文献，主要关于spp增强效率方面以及高效LED方面，通过对比别人的器件，强调我们的器件更好（正在看zhaoweiliu的paper）昨天发现在建model时发现：

用AFM得到的样品的长和宽与共聚焦显微镜测得的面积有一些偏差，因为之前的光学显微镜和共聚焦显微镜测得的长宽差别很小，所以当时我们认为共聚焦的长和宽是准确的，没有用AFM做修正。

于是，和王所讨论后，从AFM里读出长和宽，得到面积，与之前的面积做比较，画出下图。1.15AFM只测了Au2，sample18sio2,sio25_1，然后做出AFM面积和共聚焦测量面积的比例如下。1.2991.43应该相信AFM的结果然后修正现在的面积吗？实验上得出的效率值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上测有效率的样品的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上测有效率的样品的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上测有效率的样品的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（全谱）编号 Height Area volume threshold lifetimeFWHMPurcellfactor

betanm

um^2 λ^3 uW ns nmAu2Sample24AFM图Au2Sample24光谱和L-Lcurve全谱LL第一次测量得到（去年）Au2Sample24光谱第二次测量得到（今年测效率时）无L-Lcurve0.21023efficiency全谱LLBG：303.48Au2Sample24C:\Users\wangsuo\Desktop\threshold\sample18CdSeonAu2\sq24684.4nm—692.4nmBG：303.29693.2nm—701.8nmBG：303.29Peak1Peak2Au2Sample24Au2Sample24光谱Au2Sample24Sq24Au2Sample24Sq24Lasing半高宽激射的Q很大~1500QuantumefficiencyandQLaserDiodeEfficienciesInternalQuantumEfficiencytr=Radiativebinationtimetnr=Nonradiativebinationtime电泵换成光泵浦时，分母变为Numberofinjectedphotonsintothegainmediumperunitsecond.LaserDiodeEfficienciesExternalQuantumEfficiency注意：用光子的数量计算，而不是功率的比值。电泵换成光泵浦时，分母变为Numberofinjectedphotonsintothegainmediumperunitsecond.ExtractionEfficiencyLaserDiodeEfficienciesCdSepumpPinreflection过程一：吸收Au/Sio2我们把实验发生的吸收过程简化为左图。要求外量子效率就必须知道有多少泵浦的光子实际被吸收了，这部分光子才能激发电子-空穴对，然后再发生复合过程。泵浦光打在CdSe上时，会发生反射，吸收和透射等情况。为了得到吸收的光子数目，需要知道在CdSe中到底有多少光被吸收。为此需要计算不同厚度的CdSe对泵浦光的吸收情况，从而得到每个样品吸收的光子的量。transmissionabsorption我们可以先假设全部打在表面的光子被吸收；再把吸收的过程考虑进去。TransitionprocessPumpEEvEchvpumpRelaxationEEvEc~100fsFcFvTransitionEEvEcnsrangeFcFvhv如图，在泵浦光子的激发下，价带上的电子跃迁至导带，在价带留下一个空穴。电子/空穴通过和声子或杂质等的散射作用快速弛豫到导带底/价带顶，达到热平衡状态，于是在导带和价带分别形成准费米-狄拉克分布。之后，导带上的电子再发生跃迁回到价带填充空穴，同时放出光子。过程二：发光过程二：发光吸收泵浦光子后，激发价带电子跃迁到导带，再通过与空穴复合发光（辐射复合），或者通过非辐射复合把能量转化为其他形式。发出的光子并不能全部从CdSe出来，相当一部分会在结构中耗散掉，最终进入到自由空间里的光与被吸收的泵浦光的比例就是我们想要的外量子效率。EEvEc过程二：发光参考文献：<lasers>SiegmanEjNjEiEk如左图，被泵浦到激发态（Ej）的电子会向低能级跃迁，包括辐射跃迁（）和非辐射跃迁（）。是激发态Ej上载流子寿命，Nj是激发态Ej上的载流子数目。在没有外界作用时，上能级的载流子数目会以指数形式衰减。实验上测量荧光寿命时，对辐射跃迁（），发光的强度实验上测量得到的是上能级载流子的寿命。EjNjEiEk过程二：发光实验上测得是上能级载流子寿命，那么（非辐射）（辐射）辐射非辐射实验上，在sio2上我们测量了大块CdSe的寿命，近似可以看作bulkCdSe的上能级寿命。于是，对Au上的nano-squareCdSe样品，由于存在Purcelleffect影响，跃迁速率会得到增强，TransitionrateinacavityTransitionrateinfreespace所以Au上的CdSe块状样品，有其中F是辐射速率的增强比例。（问题：非辐射复合速率是否也会增强？？）先假设非辐射过程不增强，1.若bulk材料辐射速率远大于非辐射速率（1/τrad>>1/τnon-rad）过程二：发光2.若bulk材料辐射速率与非辐射速率相当代入当增强因子F>>1时(实验上可以明显观察到速率增强几倍)，（估计的内量子效率下限）效率最高的样品sq24:过程二：发光过程三：光出来的过程CdSeAuAirLossinAusppsppRadiationintoair过程三：发光后的过程过程三：光出来的过程如图，简单来说，产生的光子有三个途径可以走：辐射到空气以SPP形式出来（最终也损耗在Au中）损耗在Au中而外量子效率要求的，产生的光子中有多少光可以辐射出来。为此，lossradiationηe是extractionefficiency，表示有多大比例的光辐射到空气中。分别用带loss和不带loss的结构，得到Qtotal和Qradiation，于是由实验上的Purcelleffect实验上测得的Purcellfac