1.5 μm Epitaxially Regrown Photonic Crystal Surface Emitting Laser Diode
报道了一种InP基外延再生长光子晶体面发射激光二极管，在准连续条件下获得1523 nm激光输出。
2020-10-19 physics.app-ph physics.optics
Spasers, VCSELs, and Surface plasmon emitting diodes (SPED): their unique features and figures of merit
我们比较了拟议的电泵浦亚波长等离子体激光器（spasers）与无处不在的全介质半导体微激光器（VCSEL）的基本特性，并指出它们的相似之处以及性能（阈值，效率，相干性和速度）的巨大差异。这些结果应有助于研究人员在每个特定的光电应用的发射器作出明智的选择。
2013-09-07 physics.optics
Modeling of temperature and excitation dependences of efficiency in an InGaN light-emitting diode
模拟了纤锌矿InGaN发光二极管的激发效率随温度的变化。该模型结合了量子限制斯塔克效应的屏蔽所产生的载流子密度的能带结构的变化。在包络近似下，通过求解Poisson方程和k.p方程计算能带结构。该信息用于动量分辨电子和空穴态的种群动力学模型。该方法的应用表明，量子阱和势垒发射的相互作用引起的形状变化的效率与电流密度随着温度的变化，在一些实验中观察到的。
2013-08-05 physics.optics
White Organic Light-Emitting Diodes with fine chromaticity tuning via ultrathin layer position shifting
描述了使用红荧烯（5，6，1,1，12-四苯基萘）的泛黄发光层的非掺杂白色有机发光二极管，所述泛黄发光层插入空穴传输NPB（4，4 ′-双[N-（1-萘基）-N-苯基氨基]联苯）层和蓝光发光DPVBi（4，4 ′-双（2，2 ′-二苯基乙烯基）-1，1 ′-联苯）层之间的界面的任一侧。红荧烯层的厚度和位置均可实现从深蓝色到纯黄色、通过亮白色的精细色度调节，具有CIE坐标（x= 0.33，y= 0.32），外量子效率为1.9%，显色指数为70。这种结构还提供了精确的感测工具来测量DPVBi和NPB中的激子扩散长度（分别为8.7和4.9 nm）。
2006-09-27 physics.optics
III-Nitride Nanowire Based Light Emitting Diodes on Carbon Paper
这篇文章介绍了使用柔性碳衬底的III族氮化物纳米线发光体的生长。在碳纸衬底上生长了一种密集堆积的氮化镓纳米线。纳米线主要沿a面方向生长，垂直于碳纸的局部表面。从InGaN量子阱发光二极管纳米线中观察到强的光致发光和电致发光。
2020-09-02 physics.app-ph physics.optics
Efficiency Models for GaN-based Light-Emitting Diodes: Status and Challenges
基于氮化镓（GaN）的发光二极管（LED）已经彻底改变了照明、显示器、医疗设备和其他领域中的各种应用。然而，在许多情况下，它们的能源效率仍然低于预期。为效率分析和GaN-LED设计优化开发了前所未有的理论模型多样性。这篇综述文章概述了建模前景，并特别关注III族氮化物材料特性的影响。因此，它确定了一些关键的挑战和未来改进的方向。
2020-11-01 physics.gen-ph physics.optics
Influences of excitation-dependent bandstructure changes on InGaN light-emitting diode efficiency
由于量子限制斯塔克效应的屏蔽作用，纤锌矿量子阱的能带结构特性会随着载流子密度的变化而发生明显的变化。将这些变化的InGaN发光二极管模型的方法进行了描述。在包络近似下，通过求解Poisson方程和k \cdotp方程，计算了不同载流子密度下的能带结构.的信息被用作动力学模型中的动量分辨的电子和空穴状态的人口的输入。该方法的应用是通过模拟设备内部量子效率作为激发的函数来说明。
2011-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Red-emitting fluorescent Organic Light emitting Diodes with low sensitivity to self-quenching
浓度猝灭是高效有机发光器件的主要障碍。我们在本文中报告了基于荧光无定形红色发射星泡三芳胺分子（4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯，称为FVIN）的有机发光二极管（OLED），对浓度猝灭表现出非常小的敏感性。OLED是用不同掺杂水平的FVIN到Alq 3中制造的，并且在掺杂率从5%到40%的范围内显示出1.5%的非常稳定的外量子效率，这大大放松了对掺杂精度的技术限制。对于纯未掺杂的有源区，获得1%的效率，以及深红色发射（x=0.6; y=0.35 CIE坐标）。FVIN与原型DCM染料的比较在相同的多层OLED结构中呈现。
2010-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
All-silicon light-emitting diodes waveguide-integrated with superconducting single-photon detectors
我们展示了低温，电注入，波导耦合硅发光二极管（LED）工作在1.22 $μ$ m。LED的有源区由注入在$p$ - $i$ - $n$二极管的本征区中的W中心组成。LED与超导纳米线单光子探测器（SNSPD）集成在波导上。我们展示了这个平台的可扩展性与一个LED耦合到11 SNSPD在一个单一的集成光子器件。这种片上光链路可用于量子信息或神经形态计算应用。
2017-07-06 physics.app-ph physics.optics
Monolithic photonic integration of suspended light emitting diode, waveguide and photodetector
我们在这里报告了一个单片光子集成的发光二极管（LED）与波导和光电探测器，建立一个高度集成的光子系统，在硅基GaN平台上执行功能。悬浮pn结InGaN/GAN多量子阱（MQW）用于器件制造。部分LED发射耦合到悬挂波导中，然后，引导的光沿着波导横向传播，并最终由光电探测器感测。平面光通信实验表明，概念验证型单片光子集成系统可以实现片上光互连。该工作为新型有源光电传感系统和可见光平面光通信奠定了基础。
2015-12-07 physics.optics
Injection Locking and Noise Reduction of Resonant Tunneling Diode Terahertz Oscillator
研究了共振隧穿二极管太赫兹振荡器在小信号注入下的注入锁定特性。由于注入锁定，发射光谱的线宽从自由运行状态下的4.4 MHz急剧减小到小于120 mHz（HWHM）。我们通过实验确定了注入太赫兹波引起的天线注入电压的幅度。锁定范围与注入幅度成正比，与Adler模型一致。随着注入幅度的增加，功率谱中的噪声成分逐渐减少，表现为自由运行状态，而注入锁定成分则交替增加。噪声分量和注入锁定分量在与振荡幅度的$5\times10^{-4}$一样小的阈值注入幅度处具有相同的功率。这种阈值行为可以用马菲佐尼的一般极限环振子的噪声降低模型来定性地解释。
2021-01-13 physics.app-ph physics.optics
Highly efficient multilayer organic pure-blue-light emitting diodes with substituted carbazoles compounds in the emitting layer
描述了基于1，4，5，8，N-五甲基咔唑（PMC）和N-乙基咔唑（N，N ′-二乙基-3，3 ′-联咔唑）的二聚体（DEC）作为发光层或作为4，4 ′-双（2，2 ′-二苯基乙烯基）-1，1 ′-联苯（DPVBi）基质中的掺杂剂的亮蓝色有机发光二极管（OLED）。获得了C. I.E.坐标x = 0.153 y = 0.100的纯蓝光，电致发光效率η EL为0.4 cd/A，外量子效率η ext.在五层发光器件中，以PMC为发光体，2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉（BCP）为空穴阻挡材料，获得了0.6%的发光效率和236 cd/m2的亮度L（60 mA/cm 2）.最高效率η_{EL.}采用四层结构和掺杂DPVBi DEC的有源层（CIE坐标x = 0.158，y=0.169，λ peak = 456 nm），获得了4.7 cd/A，η ext = 3.3%的器件性能。η_{ext.}值是在该波长下对于蓝色OLED报道的最高值之一，并且与高达20%的内部量子效率相关。
2006-04-06 physics.optics
Continuous-wave 1.55 $μ$m diode-pumped surface emitting semiconductor laser for broadband multiplex spectroscopy
利用一台室温工作的垂直外腔面发射激光器，在1550 nm附近进行了时间分辨傅里叶变换干涉法的腔内激光吸收光谱分析。在等效光程为15 km时，半导体盘激光器的高分辨光谱同时覆盖了17 nm。对于65 km的最长路径长度，报告了一秒平均等于1.5 × 10^{-10} cm^{-1}.Hz^{-1/2}/光谱元素的噪声等效吸收系数。
2007-03-09 physics.optics
Terahertz amplification by injection locking of waveguide resonant tunneling diode
针对太赫兹振荡器难以兼顾高功率与低相位噪声的问题，提出利用双波长布里渊激光器对波导共振隧穿二极管进行注入锁定的混合方案，在260 GHz下实现40 dB增益并验证了低相位噪声特性。
2025-09-17 physics.app-ph physics.optics
Interplay between multiple scattering, emission, and absorption of light in the phosphor of a white light-emitting diode
我们研究了白光发光二极管（LED）荧光粉板中的光输运。我们测量通过不同的YAG：Ce $^{3+}$密度的荧光板的宽带漫透射。我们区分吸收，散射和再发射占主导地位的光谱范围。利用扩散理论，我们从第一性原理导出了传输和吸收的平均自由程。我们发现，传输和吸收的平均自由程的数量级的板的厚度。这意味着商业LED中的磷光体在0.7左右的有趣的λ范围内运行良好。我们讨论了如何显着的参数，可以从第一原理控制的白色LED的光学特性。
2013-11-24 physics.optics
Enhanced light emission from top-emitting organic light-emitting diodes by optimizing surface plasmon polariton losses
我们证明了单色顶部发光有机发光二极管（OLED）的增强光提取。与参考样品相比，1.2倍的增强是由于使用具有低折射率（1.52）的空穴传输层（HTL）材料引起的。低折射率降低了在底部不透明金属电极（阳极）和HTL之间的界面处激发的表面等离子体激元（SPP）的平面内波矢量。SPP色散关系的偏移降低了耗散到损失的倏逝波激发中的功率，从而增加了外耦合效率，尽管SPP在强度上保持恒定。所提出的方法是适合于发射极材料拥有各向同性取向的过渡偶极矩以及各向异性，优先水平取向，从而在可比的增强因子。此外，对于HTL材料的足够低的折射率，SPP可以被建模为光学微腔中的其他有机材料内的传播平面波。因此，通过应用进一步的提取方法，例如微透镜或布拉格光栅，获得光提取的甚至更高的增强将变得可行。
2015-03-04 physics.optics
Microcomb-referenced photonic stabilization of resonant tunneling diode terahertz oscillators
Tokushima University（德岛大学）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
利用微梳驱动光混合信号实现共振隧道二极管太赫兹振荡器的稳定化，显著缩小线宽并提升相噪性能，为芯片级太赫兹源提供新方案。
2025-12-28 physics.optics
Design of P-Type Cladding Layers for Tunnel-Injected UVA Light Emitting Diodes
我们讨论了工程的p-AlGaN覆层实现高效的隧道注入三族氮化物紫外发光二极管（UV LED）在UV-A光谱范围。我们表明，电容-电压测量可以用来估计位于多量子阱区域和隧道结层之间的p-AlGaN层中的补偿和掺杂。通过增加p型掺杂浓度来克服背景补偿，隧道注入紫外发光二极管的片上外量子效率和壁插效率分别达到3.37%和1.62%。我们还表明，带间隧穿空穴注入可以用来实现紫外发光二极管没有任何受体掺杂。本文的工作为AlGaN基紫外发光二极管的空穴掺杂和输运提供了新的认识，并展示了隧道注入发光二极管在UV-A波长范围内的优异性能。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Mask-free fast patterning of organic light-emitting diode pixels using laser-assisted close-space sublimation
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；Grantwood Technology Pvt. Ltd.（格兰伍德科技有限公司）
本研究开发了激光辅助近空间升华的无掩模快速图案化方法，实现有机发光二极管像素的微米级精确图案化，所制器件性能与传统工艺相当，适用于可扩展的显示器件制备。
2026-08-06 physics.app-ph physics.optics
Arbitrary helicity control of circularly polarized light from lateral-type spin-polarized light-emitting diodes at room temperature
我们展示了任意螺旋度控制的圆偏振光（CPL）在室温下发射的横向型自旋偏振光发光二极管（自旋LED）的劈开的侧面与两个铁磁电极在一个反平行磁化配置。驱动交流电通过两个电极导致CPL的极化切换，频率高达100 kHz。此外，调节两个电极中的电流密度比使得能够操纵圆偏振度。这些结果表明，任意电控制的偏振与高速，这是需要的横向型自旋LED作为单片CPL光源的实际使用。
2018-02-21 physics.app-ph physics.optics
InGaN/GaN Multi-Quantum-Well and Light-Emitting Diode Based on V-pit-Shaped GaN Grown on Patterned Sapphire Substrate
GaN基发光二极管中由位错引起的V型凹坑缺陷被认为是有利于电致发光的，因为它们松弛了InGaN量子阱中的应变，也增强了空穴通过V型凹坑侧壁的横向注入。在本文中，规则排列的V-坑形成在常规的c-平面锥形图案化蓝宝石衬底上的金属有机物气相外延生长的c-平面GAN。通过改变生长温度可以调节V型坑的大小和平坦GAN的面积。在此V型坑GAN上生长了五对InGaN/GAN多量子阱结构和一个发光二极管结构。光致发光和阴极发光光谱中出现的两个峰值分别来自V型坑侧壁上的半极性InGaN/GAN多量子阱和共面InGaN/GAN多量子阱。另外，当发光二极管工作在小注入电流下时，可以观察到发光二极管表面上密集的亮点，这被认为是由于V型坑周围空穴注入的增强。
2016-11-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanobeam Photonic Crystal Cavity Light-Emitting Diodes
我们目前的结果电驱动纳米束光子晶体腔形成的横向p-i-n结在砷化镓。尽管纳米梁的导电尺寸很小，但它具有强大的电气特性，在低驱动功率下可以实现高电流密度。就像它们的二维对应物一样，纳米梁腔在室温下从嵌入的1,250 nm InAs量子点中表现出明亮的电致发光。小的室温微分增益观察到在腔与小光束自加热表明激光是可能的。这些结果打开了大门，有效的电子控制有源纳米束腔的各种纳米光子应用。
2011-06-28 physics.optics
Resonant tunneling diode-integrated terahertz transceiver module for wireless communications
Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科）；Terahertz Engineering Laboratory, Adelaide University（阿德莱德大学太赫兹工程实验室）；Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology（大阪产业技术综合研究所）；ROHM Co. Ltd.（罗姆有限公司）；Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科）
本文提出一种集成共振隧穿二极管的太赫兹收发模块，通过光电子天线链实现宽带定向辐射，具备低损耗、低成本和高效率的特点，适用于6G系统。
2026-03-21 physics.optics
Numerical analysis of high-index nanocomposite encapsulant for light-emitting diodes
我们使用二维时域有限差分法（FDTD）软件研究了纳米粒子从散射体到光学均匀介质的跃迁行为。我们测量了位于高折射率介质（折射率=2.00）中并由低折射率树脂（折射率=1.41）封装的偶极源的传输效率。为了组成折射率匹配的树脂并减少内反射，在各种尺寸和密度的模拟中将高折射率纳米颗粒添加到低折射率树脂中。由于纳米颗粒的尺寸和颗粒之间的平均间距分别减小到0.02 λ和0.07 λ，与没有纳米颗粒的情况相比，传输效率提高了两倍。数值结果可用于理解纳米颗粒的光学行为，并通过使用纳米复合封装剂来提高高亮度发光二极管（LED）的提取效率。
2005-11-01 physics.optics
Increased output of superradiant light-emitting diodes due to population fluctuations
本研究在未绝热消去介质极化的LED工作区求解量子非线性麦克斯韦-布洛赫方程，发现粒子数涨落可显著提升超辐射发光二极管的输出功率与集体拉比分裂。
2025-07-30 physics.optics quant-ph
Widely color-temperature low-luminosity-loss electrochromic-tuned white light-emitting diodes
发光二极管（LED）是当今广泛应用于人们日常生活中的高效光源，对人们的心理和生理状态产生着微妙而深刻的影响。眼睛感知的相关色温（CCT）是一个关键参数，但LED的CCT调谐技术仍处于发展阶段。在这项研究中，电致变色（EC）材料中采用的调谐装置，表现出广泛的CCT调谐范围从3,200 K到6,900 K，几乎沿着黑体轨迹变化。驱动电压低于2.4V，亮度损失小于16%。使用EC材料，CCT调谐技术的性能能够进一步增强。
2019-08-05 physics.app-ph physics.optics
Full description of dipole orientation in organic light-emitting diodes
有机电致发光器件（OLED）在实现高外量子效率（EQE）方面取得了长足的进展，其中OLED发光体的偶极子取向具有显著的影响。在大多数情况下，理论上预测的OLED发射器的EQE只有一个取向因子，以匹配相应的实验。在这里，我们开发了一个分布理论与三个独立的参数，以充分描述偶极子取向和功率密度之间的关系。此外，我们提出了一个最佳的实验配置测量这样的分布参数。测量非极化谱可以用一种比较简单的方法挖掘更多的偶极子取向分布信息。我们的理论提供了一个通用的OLED偶极子取向图，为设计更复杂的OLED结构铺平了道路。
2021-08-24 physics.app-ph physics.optics
Optimal overlayer inspired by Photuris firefly improves light-extraction efficiency of existing light-emitting diodes
在本文中的设计，制造和表征的生物启发的覆盖层沉积在GAN LED。该覆盖层的目的是改善从二极管的高折射率活性材料到空气中的光提取。层设计的灵感来自萤火虫Photuris sp中发现的微结构。实际尺寸和材料成分经过优化，以考虑GAN二极管堆栈的高折射率。这种二维图案通过其不寻常的轮廓、较大的尺寸以及可以根据现有二极管设计进行定制而不需要完全重新设计二极管几何形状的事实来与其他设计形成对比。光提取的增益相对于参考未处理的LED达到高达55%的值。
2013-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Efficiency enhancement of organic based Light Emitting Diodes using a scattering layer
本文提出了一种使用低折射率散射层提高有机LED提取效率的研究。一个散射模型的基础上开发严格的电磁建模技术。该模型考虑了散射的引导和辐射模式的比例以及发射和散射光被提取的效率。约束优化技术是针对单个操作波长实现的，以最大化通用OLED器件的提取效率。计算表明，使用正确设计的散射层可以实现2倍的效率增强。对增强机制的详细分析突出了可以改进这一计划的方法。
2004-11-09 physics.optics
Resonance Raman measurements of carotenoids using light emitting diodes
我们报告一个紧凑的商业仪器测量皮肤组织中的类胡萝卜素的发展。该仪器使用两个发光二极管（LED）的双波长激发和四个光电倍增管的多通道检测。带通滤波器用于选择激发和检测波长。f/1.3光学系统具有高的光通量和单光子灵敏度，这两者在基于LED的拉曼测量中都是至关重要的。我们采用信号处理技术，补偿探测器漂移和误差。LED拉曼仪器的灵敏度和再现性与基于激光的拉曼光谱仪相比毫不逊色。这款小巧便携的仪器用于人体皮肤中类胡萝卜素分子的非侵入性测量，重复性优于10%。
2008-02-15 physics.med-ph physics.optics
Light-emitting diode spherical packages: an equation for the light transmission efficiency
几乎所有的发光二极管（LED）都是用透明的环氧树脂或硅胶封装的。本文分析了球形光吸收剂的光学效率。我们开发了一个准辐射方程的光传输效率，其中包括一些想法的蒙特卡罗射线追踪到辐射的背景下。该方法包括LED芯片的扩展源性质和芯片辐射率分布。该方程是封装的尺寸和折射率的显式函数，也是封装内的形状、尺寸、辐射率和位置等几个芯片参数的显式函数。为了说明这个方程的使用，我们分析了几个封装配置的实际利益，例如，一个半球形的圆顶与多个芯片，一个平面封装作为一个特殊情况下的球形封装，和近似计算的密封剂与光子晶体LED或与光子准晶体LED。将这些计算与蒙特卡罗射线追踪进行比较，得到几乎相同的值。
2011-10-03 physics.optics
Epitaxial Growth and Characterization of AlInN Based Core-Shell Nanowire Light Emitting Diodes Operating in the Ultraviolet Spectrum
我们报告的第一个轴向AlInN紫外核壳纳米线发光二极管的演示具有高度稳定的发射在紫外波长范围内。在AlInN层的外延生长过程中，AlInN壳层自发形成，从而减少了纳米线表面的非辐射复合。AlInN纳米线在室温下具有约52%的内量子效率，在295 nm处发射。通过改变生长条件，可使发射峰波长在290 ~ 355 nm之间变化。此外，记录到显著强的横向磁（TM）偏振发射，其比295 nm处的横向电（TE）偏振光强约4倍。该研究为新型高性能紫外光发射器的研制提供了一种新的途径。
2019-07-15 physics.app-ph physics.optics
Doped and non-doped organic light-emitting diodes based on a yellow carbazole emitter into a blue-emitting matrix
通过羰基-亚甲基Knovenagel缩合反应，合成了一种新型咔唑衍生物（OcCz 2CN）2，该化合物以3，3 '-联咔唑为核，经6，6'-二氰基乙烯基（6，6 '-bis（1-（2，2'-dicyano）vinyl）-N，N '-dioctyl-3，3'-bicarbazyl）取代，并对其进行了表征。由于其-供体-受体型结构，发现（OcCz 2CN）2在max=590 nm（CIE坐标x=0.51; y = 0.47）处发射黄光，并且在4，4 '-双（2，2'-二苯基乙烯基）-1，1 '-联苯（DPVBi）的蓝色发射基质中用作掺杂剂或用作超薄层。掺杂DPVBi（OcCz 2CN）2的结构在掺杂率为1.5重量%时表现出CIE坐标（x = 0.31; y = 0.51）的黄绿色光，电致发光效率EL=1.3 cd/A，外量子效率ext= 0.4%和亮度L= 127 cd/m2（在10 mA/cm 2下），而对于利用咔唑荧光团作为薄的纯层的非掺杂器件，获得了具有CIE坐标（x = 0.40; y= 0.43）、EL= 2.0 cd/A、ext= 0.7%、L = 197 cd/m2（在10 mA/cm 2下）和74的显色指数（CRI）的暖白色。以5，6，11，12-四苯基萘（rubrene）作为高效黄光发光体的参比物，比较了…
2007-03-28 physics.optics
Enhanced TM-Mode 3D Coupled Wave Theory for Photonic Crystal Surface-Emitting Terahertz Quantum Cascade Lasers
RIKEN Center for Advanced Photonics（理化学研究所先进光子学中心）；Tohoku University（东北大学）
本文提出一种增强的三维耦合波理论，用于高效模拟光子晶体表面发射太赫兹量子级跃迁激光器，提升计算精度并减少资源消耗。
2025-03-25 physics.optics
Identifying and reducing interfacial losses to enhance color-pure electroluminescence in blue-emitting perovskite nanoplatelet light-emitting diodes
钙钛矿纳米片（NPL）对于发光应用具有很大的希望，已经实现了在蓝色波长范围内接近统一的高光致发光量子效率（PLQE），其中其他金属卤化物钙钛矿通常是无效的。然而，发射蓝光的NPI发光二极管（LED）的外量子效率（EQE）仅达到0.12%，典型值远低于0.1%。在这项工作中，我们表明，NPI LED的性能主要是阻碍了发射器和空穴注入器之间的不良电子接口。通过Kelvin探针和X射线光电子能谱测量，我们发现NPL具有非常深的电离势（>=6.5 eV），导致空穴注入的大势垒，以及在发射极和空穴注入器之间的界面处的大量非辐射衰减。我们发现，一个有效的方法来减少这些非辐射损失是通过使用聚（三芳胺）夹层。这导致我们的蓝色LED在464 nm波长下发射的EQE增加到0.3%。我们发现，我们的结果可以推广到较厚的天蓝色发射NPL，其中我们使用聚（三芳基胺）夹层将EQE增加到0.55%。我们的工作还确定了进一步提高效率的关键挑战。
2020-10-28 physics.app-ph physics.optics
Spontaneous Emission and Light Extraction Enhancement of Light Emitting Diode Using Partially-Reflecting Metasurface Cavity (PRMC)
发光二极管（LED）的功率转换效率（PCE）的提高以及随后的成本的降低在当前的照明市场中是至关重要的。出于这个原因，我们在这里提出了一个PCE增强的LED架构，部分反射超颖表面腔（PRMC）结构的基础上。这种结构通过强制发射光垂直于器件辐射，同时增强了LED的光提取效率（LEE）和自发发射率（SER），从而抑制了波捕获并增强了发射器附近的场限制，同时确保了腔谐振匹配和最大相长场干涉。PRMC结构的设计使用最近的表面磁化率超颖表面合成技术。PRMC蓝色LED设计被提出并且通过全波模拟被证明，以提供LEE和SER增强因子分别为4.0和1.9，这对应于PCE增强因子分别为6.2、5.2和4.5，用于IQE为0.25、0.5和0.75，这表明PRMC概念在LED技术中具有有前途的潜力。
2016-10-14 physics.optics
Detection of Single Molecules Illuminated by a Light-Emitting Diode
单分子的光学检测和光谱学已经成为生物成像和传感中不可或缺的工具。它的成功是基于有机染料分子在精心设计的激光照射下的荧光。在本文中，我们演示了在宽视场显微镜上的单分子的光学检测，其照明基于市售的绿色发光二极管。在相同的实验配置中的激光照明的结果进行了直接比较。的设置和限制因素，如光传输到样品，光谱过滤和由此产生的信噪比进行了讨论。一个理论和实验的方法来估计这些参数。该结果可适用于其他单发射器和照明方案。
2011-01-14 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Pure circular polarization electroluminescence at room temperature with spin-polarized light-emitting diodes
本文报道了GaAs基自旋偏振光发光二极管（spin-LED）在室温下的电致发光（EL）。器械运行期间不使用外部磁场。在测试的自旋LED中有两个小方案：首先，条形激光器状结构，其有助于增强自旋注入器Fe板下方的裂开侧壁处的EL光，其次，晶体AlOx自旋隧道势垒，其确保电稳定的器件操作。在低电流密度（J）区域，CP的纯度非常低，而当J = 100 A/cm 2时，CP的纯度急剧增加并接近纯CP。在那里，根据自旋注入器的磁化方向，右手或左手CP分量被显著抑制。自旋相关的重吸收，自旋诱导双折射和光学自旋轴转换的建议，以解释所观察到的实验结果。
2016-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Monte Carlo simulation of scattered circularly polarized light in biological tissues for detection technique of abnormal tissues using spin-polarized light emitting diodes
生物组织散射光的圆偏振特性提供了有价值的信息，已被认为是诊断肿瘤组织的有力工具。我们提出了一种非染色，非侵入性和体内癌症诊断技术，使用配备有圆偏振光发射二极管（自旋LED）的内窥镜。利用已有的蒙特卡罗方法研究了圆偏振光对伪健康组织和癌组织中细胞核的散射过程。计算结果表明，在较宽的探测角度范围内，光在伪组织中散射产生的圆偏振态存在明显差异，采样深度与探测角度有关。基于计算结果设计包括自旋LED的内窥镜探头的结构，同时提供关于生物组织的结构和深度信息。
2020-01-12 physics.bio-ph physics.optics
Over 100% Light Extraction Enhancement of Organic Light Emitting Diodes Using Flat Moire Micro-Lens Array Fabricated by Double Nanoimprint Lithography Over a Large Area
为了提高有机发光二极管（OLED）的光提取效率，我们开发了一种新型衬底，即，使用双纳米压印形成的基于超材料的平坦莫尔微透镜阵列，称为Mlens-array，由六边形莫尔图案柱阵列组成。通过选择用于柱阵列的低折射率电介质材料和用于柱阵列顶部上的覆盖层的高折射率电介质材料，我们制造了表现为常规凸光学微透镜阵列的Mlens阵列。采用双循环复合纳米压印光刻技术在4英寸的玻璃衬底上制作了Mlens阵列，该技术易于实现大规模的高通量制作。在典型的绿色发光OLED中应用Mlens阵列基板，与在常规平面玻璃基板上制造的控制装置相比，光提取效率提高了超过100%（2.08倍）。
2023-01-31 physics.app-ph physics.optics
White organic light-emitting diodes with an ultra-thin premixed emitting layer
提出了一种基于超薄预混合发光层（UPL）实现荧光白光有机电致发光器件（OLED）色彩精细控制的方法。UPL由两种染料的混合物组成（发红光的4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯或FVIN和发绿光的4-二（4 '-叔丁基联苯-4-基）氨基-4'-二氰基乙烯基苯或FVIN）（4 ′-叔丁基联苯-4-基）氨基苯甲醛或FCHO）在单个蒸发池中预混合：由于这两种分子具有相当的结构和相似的熔融温度，因此可以蒸发共混物，产生与预混合物的组成相比具有相同和可再现组成的薄膜。通过在标准荧光OLED结构的空穴传输层（4，4 '-双[N-（1-萘基）-N-苯基氨基]联苯（α-NPB））内蒸发1 nm厚的该共混物层来证明精细颜色调节的原理。当在空穴传输层内部的UPL的位置上以及在预混物组合物上起作用时，两个独立的参数可用于精细地控制发射的颜色。与异质结的蓝光发射相结合，获得了具有Commission Internationale de l 'Eclairage 1931色坐标（0.34，0.34）的白光，具有优异的注入电流的颜色稳定性。光谱显示，fcho材料由于有效的能量转移到红色发光的fvin化合物而不发光，但起到了fvin基质的作用，允许非常精确地调节器件中红色掺杂剂的量。
2014-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dual-wavelength vortex beam with high stability in diode-pumped Yb:CaGdAlO4 Laser
在激光二极管泵浦Yb：CaGdAlO 4（CALGO）激光器中，获得了稳定的双波长涡旋光束，该涡旋光束具有两个相隔几太赫兹的光谱峰，携带轨道角动量（OAM）。由于Yb：CALGO具有宽的发射带宽，双波长光谱由泵浦功率和激光谐振腔中的离轴损耗控制。OAM光束是由一对柱面透镜作为高阶厄米-高斯模的π/2透镜获得的。实验结果表明，具有1046.1 nm和1057.2 nm（间隔3.01 THz）两个光谱峰的1 h OAM光束可以稳定工作3 h以上。它在太赫兹光谱学、高分辨率干涉测量等方面具有很大的应用潜力。
2018-01-21 physics.optics
Highly Efficient, Bright and Stable Colloidal Quantum Dot Short-Wave Infrared Light Emitting Diodes
不平衡的电荷注入对胶体量子点（CQD）发光二极管（LED）的性能是有害的，因为它劣化量子效率（QE）、亮度和操作寿命。在红外线中发射的CQD LED先前已经实现了高量子效率，但仅当被驱动以在低辐射率范围中发射时。在实际应用所需的更高辐射水平下，鉴于臭名昭著的效率下降，效率急剧下降。在这里，我们报告了一种新的方法来调节电荷供应的多元带隙CQD复合材料，有利于改善电荷平衡。我们的方法基于在超纳米晶水平上设计充满活力的潜在景观，这使我们能够报告具有超过8%的创纪录高外部QE的短波红外（SWIR）PbS CQD LED，最重要的是，辐射水平为~ 5 WSr-1 m2，比以前的报告高一个数量级。此外，平衡的电荷注入和俄歇复合减少导致了前所未有的高运行稳定性，在1 Wsr-1 m-2的辐射下，辐射半衰期为26068小时。
2021-09-21 physics.app-ph physics.optics
White organic light-emitting diodes: Status and perspective
白光有机发光二极管（OLED）是由有机半导体材料制成的超薄、大面积光源。在过去的几十年里，人们一直在寻找合适的材料来实现高效的单色和白色OLED。由于其高效率，颜色可调性和颜色质量，白色OLED正在成为下一代光源之一。在这篇综述中，我们讨论了各种器件的概念，介绍了实现基于聚合物和小分子有机材料的白光OLED的物理。由于大约80%的内部产生的光子被困在薄膜层结构内，我们把第二个重点放在审查有前途的概念，以改善光耦合输出。
2013-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Reducing the Efficiency Roll-Off in Organic Light-Emitting Diodes at High Currents under External Magnetic Fields
单重态极化子和三重态极化子湮灭机制是最有害的激子猝灭过程，其在高电流密度下降低有机发光二极管（OLED）的效率，导致这些器件中的所谓效率滚降。这些激子损耗机制也是实现电泵浦有机半导体激光器的关键障碍，其需要非常高的电流密度以达到阈值。在此，在一个相对较大的外部磁场，我们证明了效率滚降在高电流密度的铕（Eu 3+）为基础的溶液处理的OLED可以在一定程度上得到抑制，而亮度得到提高。我们通过减少福斯特型激子-极化子湮灭过程来实现这一点。在外加磁场作用下，我们证明了极化子自旋和激子动力学的操纵导致了定量的滚降抑制。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Broadband Terahertz Frequency Comb Based on Actively Mode Locked Resonant Tunneling Diode
针对太赫兹频率梳技术因产生组件不足而发展滞后的问题，研究团队基于共振隧穿二极管与主动锁模技术，研发出首个全电学紧凑型太赫兹频率梳源，实现140-325 GHz宽带输出和约40 GHz调谐范围，并验证了其在相干通信中的应用潜力。
2025-05-18 physics.app-ph physics.optics
Stimulated emission at 1.54 $μ$m from Erbium/Oxygen-doped silicon-based light emitting diodes
为了发展单片集成硅光子学，迫切需要用于信息传输的硅基光源，包括发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。通过离子注入铒离子（Er $^{3+}$）掺杂的硅被认为是一种有前景的方法，但是具有极低的量子效率。在这里，我们报告了一个电泵浦超线性发射在1.54 $μ$ m的Er/O掺杂的硅平面发光二极管，这是通过应用一个新的深冷却工艺。室温下的受激发射以~6 mA（~0.8 A/cm 2）的低阈值电流实现。时间分辨的光致发光和光电流的结果揭示了复杂的载流子从硅到Er 3+的转移动力学通过弛豫电子从硅的间接导带。这幅图不同于经常假设的硅基质的电子-空穴对复合的能量转移。此外，来自LED的放大发射可能是由于由深冷技术产生的准连续Er/O相关施主带。该工作为基于稀土掺杂硅的通信波长超辐射发光二极管或高效LD的制备奠定了基础。
2020-12-08 physics.app-ph physics.optics
Electrically pumped AlGaN edge-emitting UV-B laser diodes grown by molecular beam epitaxy
University of Michigan（密歇根大学）
本研究展示了一种基于AlGaN的电泵紫外B激光二极管，通过分子束外延技术实现，工作波长为298.5nm，具有低阈值电流密度和窄谱线宽度。
2026-01-27 physics.app-ph physics.optics
Sputtered Gold Nanoparticles Enhanced Quantum Dot Light-emitting Diodes
金属颗粒的表面等离子体效应是提高发光二极管性能的有效方法。本文报道了溅射Au纳米粒子增强倒置量子点发光二极管（ITO/Au NPs/ZnMgO/QDs/TFB/PEDOT：PSS/Al）的电致发光。通过结合时间分辨光致发光，瞬态电致发光和紫外光电子能谱测量，增强可以解释为内场增强激子耦合到表面等离子体和增加的电子注入速率与Au纳米粒子掺入。唯象数值计算表明，电子输运层的电子迁移率从1.39 × 10 -5增加到1.91 × 10 -5 cm 2/V.s的Au纳米粒子改性的设备。最大发光强度从14,600 cd/cm ~ 2提高到20,720 cd/cm ~ 2，提高了1.41倍，最大电流效率从3.12 cd/A提高到4.02 cd/A，提高了1.29倍。
2018-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Harvesting the triplet excitons of quasi-two-dimensional perovskite toward highly efficient white light-emitting diodes
三重态激子通常发射很差，利用三重态激子一直是实现高效有机发光二极管（LED）的基础。虽然在掺杂的有机磷光和延迟荧光系统中完全理解了三重态供体和受体之间通过电子交换的三重态收获和能量转移，但是准二维（准2D）钙钛矿中三重态激子的利用和能量转移仍然是模糊的。在这里，我们使用一个橙色磷光发射有机层探测三重态行为的天蓝色发射准二维钙钛矿。精致的白光LED架构实现了精心定制的Dexter式能量转移模式，该模式在很大程度上拯救了准2D钙钛矿中的三重态激子。我们的白色有机-无机LED实现了8.6%的最大前视外部量子效率和超过15000 cd m-2的亮度，与相应的天蓝色钙钛矿LED（4.6%）相比，效率显著提高。准二维钙钛矿中激子和有机层中Frenkel激子之间能量转移的有效管理为白色有机-无机LED充分利用激子打开了大门。
2021-12-02 physics.app-ph physics.optics
A substrateless, flexible, and water-resistant organic light-emitting diode
尽管受到广泛关注，但可无缝集成并用于柔性显示器、可穿戴设备和生物植入物的可编程和高度柔性的发光器件仍然难以捉摸。具有$μ$ m级厚度和优异柔性的有机发光二极管（OLED）已被证明，但由于缺乏合适的封装屏障，在空气和潮湿环境中显示出不足的稳定性。在这里，我们展示了一种有效和稳定的OLED，其总厚度为$\approx$ 12 $μ$ m，可以完全浸入水或细胞营养培养基中数周而不会发生实质性降解。该器件的有源层嵌入在通过低温化学气相工艺沉积的聚对二甲苯-C和金属氧化物的交替层形成的保形阻挡层之间。这些屏障还赋予OLED对反复弯曲和大量后处理的稳定性，例如通过反应性气体等离子体、有机溶剂和光刻。这种前所未有的鲁棒性为OLED开辟了广泛的新可能性。
2020-07-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Controlling the dopant profile for SRH suppression at low current densities in $λ\approx$ 1330nm GaInAsP light-emitting diodes
双异质结发光二极管（LED）的量子效率可以通过调整掺杂剂的空间分布来抑制Shockley-Read-Hall（SRH）复合而在低电流密度下显著提高。为了证明这种效果，我们模型，设计，生长，制造和测试的GaInAsP LED（$λ\approx$ 1330 nm）与非常规的掺杂剂分布。与我们的对照设计（其为常规的$n^+$ - $n$ - $p^+$双异质结LED）相比，新设计的$n$ - $p^+$异质结构附近的掺杂剂分布以抑制J 02空间电荷复合电流的方式置换内置电场。该设计原理可推广到其他材料系统，并可适用于在实际功率密度下观察和利用电致发光制冷的努力。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
High-performance green and blue quantum-dot light-emitting diodes with eliminated charge leakage
量子点发光二极管（QD-LED）有望成为新一代高效、低成本、大面积和柔性电致发光器件。然而，绿色和蓝色QD-LED的较差性能阻碍了QD-LED在显示和固态照明中的商业化。在这里，我们展示了性能最好的绿色和蓝色量子点发光二极管与~100%的转换注入的载流子到发射激子。这一成功的关键是通过使用具有低电子亲和力和降低的能量紊乱的空穴传输聚合物来消除有机/无机界面处的电子泄漏。我们的器件表现出创纪录的峰值外量子效率（绿色为28.7%，蓝色为21.9%），在宽亮度范围内具有极高的效率，以及前所未有的稳定性（T95寿命：绿色为580，000小时，蓝色为4，400小时）。整体性能超过了以前报道的溶液处理的绿色和蓝色LED。
2021-11-29 physics.app-ph physics.optics
Photochemical Upconversion Light Emitting Diode (LED): Theory of Triplet Annihilation Enhanced by a Cavity
人工照明是一种广泛使用的技术，它消耗大量的能量。三重态-三重态湮灭光化学上转换是一种将光转换为更高频率的方法。在这里，我们从理论上证明了光化学上转换可以应用于瓦级照明，其性能接近50%的量子产率上限。我们描述了一个高效的设备组成的LED，上转换材料，和光学腔从光学和热的角度来看的动态平衡。
2020-08-25 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
