近日，西安交通大学电子科学与工程学院先进光电所云峰教授团队在应用物理权威期刊（Applied Physics Letters）在线发表题为《集成银纳米锥超表面的高效线偏振LED》（Highly efficient linearly polarized LED via surface plasmon integrated with Ag nanocone metasurface）的研究论文。西安交大电子学院博士生王旭正为论文的第一作者，云峰教授及田振寰副教授为论文共同通讯作者，西安交通大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。该研究成果被编辑部遴选为期刊最佳论文（Featured Article），并被AIP（美国物理学联合会）Scilight专题报道。

氮化物基发光二极管（LED）已成为显示、照明和通信领域的核心光电器件。其中，线偏振LED展现出巨大潜力，在新型显示、信息加密、光通信和生物医学检测等前沿领域开辟了全新的应用路径。当前，通过在LED表面集成偏振选择结构来提取横向磁（TM）模式，已成为实现线偏振发射的主要技术方案。然而，该偏振选择层会导致至少50%的效率损失。尽管采用单层金属光栅同步诱导等离激元-量子阱（SP-QW）耦合及偏振选择展现出高性能线偏振LED的潜力，然而其面临发光效率与偏振度难以兼顾的挑战，往往需要在偏振选择特性、SP-QW耦合效率及器件电学性能之间进行权衡。该研究提出并实现了一种集成特殊设计的Ag纳米锥超表面和Al栅的GaN基蓝光LED，该双侧集成设计创造性地实现了表面等离激元激发与偏振选择功能的独立控制与协同优化，解决了线偏振LED中发光效率、偏振度与电学性能相互制约的难题，实现了偏振度和发光效率的同步提升，从而为显示、加密、光通信和医学领域中的下一代高效光电器件开辟了道路。

美国物理学联合会AIP Scilight专访了云峰教授团队，并以《最大化偏振度和发光效率的线偏振LED》（Linearly polarized LED maximizes polarization degree and luminous efficiency）为题对研究成果进行了报道。该报道指出，“尽管基于单层金属光栅的等离激元耦合与偏振选择一体化设计已取得一定进展，实现高效率偏振发光仍存在显著挑战，往往需在偏振特性与耦合效率之间做出妥协”。 云峰教授团队通过引入Ag纳米锥超表面与Al栅相结合的双侧结构设计，成功制备出基于GaN的高性能线偏振蓝光LED，突破了偏振发射光源的效率瓶颈。研究团队在采访中表示，“与具有双重功能的单层金属光栅不同，我们提出了一种等离激元超表面与金属光栅双侧集成的创新结构，能够实现对LED中等离激元耦合与偏振出光的独立调控。该设计有效突破了以往线偏振LED在发光效率、偏振度与电学性能之间相互制约的瓶颈，实现了偏振度与发光效率的协同优化。” 目前，该团队正计划利用所研制线偏振LED所具备的高效率与高偏振度特性，拓展其在自驱动加密显示等前沿领域的应用。

高效线偏振发光二极管的性能

Applied Physics Letters论文链接: https://doi.org/10.1063/5.0282759

AIP Scilight专访报道链接：https://doi.org/10.1063/10.0039115

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