高性能氧化鋅基發(fā)光器件研究

 氧化鋅（ZnO）是一種具有60meV激子結(jié)合能的直接寬禁帶半導(dǎo)體資料，其帶邊發(fā)射為3.37eV，因為其室溫下激子能夠安穩(wěn)存在，而且激子相關(guān)的發(fā)光功率在理論上比一般的電子空穴等離子功率高，多年來一向作為一種新式高功率發(fā)光資料而被廣泛重視，而氧化鋅的納米結(jié)構(gòu)：納米線、量子點、納米管等易于組成，其相關(guān)的發(fā)光器材也被很多研討，尤其是納米線基發(fā)光器材取得了很多的新進展。
氧化鋅
      可是ZnO納米線發(fā)光器材間隔運用還面臨著許多問題，本文根據(jù)這些問題展開了研討，取得的主要成果如下：（1） p-n結(jié)器材是完成高效氧化鋅發(fā)光器材的最優(yōu)挑選，可是長久以來，困擾p-n結(jié)器材的最大問題就是一起具有高空穴濃度，高遷移率的p型氧化鋅一向沒有研制成功。根據(jù)此問題，經(jīng)過采用MIS結(jié)構(gòu)，完成了高結(jié)晶質(zhì)量的納米線陣列的高強度（3.7w）發(fā)光二極管，研討成果證明了c軸取向性共同的氧化鋅納米線能夠代替薄膜完成高效的發(fā)光器材。（2）高結(jié)晶質(zhì)量的氧化鋅資料是完成高效氧化鋅發(fā)光器材的根底，可是難于取得。關(guān)于氧化鋅薄膜資料來說，因為與傳統(tǒng)襯底（藍寶石，硅）的晶格失配較大，很難構(gòu)成單晶薄膜，而氧化鋅單晶襯底的造價過于貴重，無法在運用中廣泛運用。這些都為高結(jié)晶質(zhì)量的氧化鋅資料的制備造成了困難。根據(jù)此問題，經(jīng)過優(yōu)化MOCVD的成長工藝，制備了高結(jié)晶質(zhì)量的氧化鋅單晶納米線陣列，其c軸取向性共同，能夠替代薄膜作為高效發(fā)光資料，在高質(zhì)量的氧化鋅納米線的根底上制備了Au/MgO/ZnO的異質(zhì)結(jié)，完成氧化鋅納米線的電泵浦隨機激光現(xiàn)象。（3）高效的氧化鋅的帶邊發(fā)射是完成高效自由激子相關(guān)的根底，可是缺點相關(guān)的發(fā)光多數(shù)占主導(dǎo)，這導(dǎo)致了器材的禁帶發(fā)光較弱，器材的壽數(shù)較短。根據(jù)此問題，經(jīng)過使用能帶工程，使用氧鋅鎂和氧化鋅異質(zhì)結(jié)對載流子輸運的約束，取得了完全由氧化鋅帶邊發(fā)射為主體的發(fā)光器材，在有用的按捺了缺點相關(guān)的發(fā)光一起，完成了長壽數(shù)（20多小時），純紫外發(fā)光二極管。這證明了氧鋅鎂與氧化鋅異質(zhì)結(jié)器材的載流子約束優(yōu)勢，為完成高效的氧化鋅帶邊發(fā)射供給了借鑒。

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