高性能氧化锌基发光器件研究

 氧化锌（ZnO）是一种具有60meV激子结合能的直接宽禁带半导体资料，其带边发射为3.37eV，因为其室温下激子能够安稳存在，而且激子相关的发光功率在理论上比一般的电子空穴等离子功率高，多年来一向作为一种新式高功率发光资料而被广泛重视，而氧化锌的纳米结构：纳米线、量子点、纳米管等易于组成，其相关的发光器材也被很多研讨，尤其是纳米线基发光器材取得了很多的新进展。
氧化锌
      可是ZnO纳米线发光器材间隔运用还面临着许多问题，本文根据这些问题展开了研讨，取得的主要成果如下：（1） p-n结器材是完成高效氧化锌发光器材的最优挑选，可是长久以来，困扰p-n结器材的最大问题就是一起具有高空穴浓度，高迁移率的p型氧化锌一向没有研制成功。根据此问题，经过采用MIS结构，完成了高结晶质量的纳米线阵列的高强度（3.7w）发光二极管，研讨成果证明了c轴取向性共同的氧化锌纳米线能够代替薄膜完成高效的发光器材。（2）高结晶质量的氧化锌资料是完成高效氧化锌发光器材的根底，可是难于取得。关于氧化锌薄膜资料来说，因为与传统衬底（蓝宝石，硅）的晶格失配较大，很难构成单晶薄膜，而氧化锌单晶衬底的造价过于贵重，无法在运用中广泛运用。这些都为高结晶质量的氧化锌资料的制备造成了困难。根据此问题，经过优化MOCVD的成长工艺，制备了高结晶质量的氧化锌单晶纳米线阵列，其c轴取向性共同，能够替代薄膜作为高效发光资料，在高质量的氧化锌纳米线的根底上制备了Au/MgO/ZnO的异质结，完成氧化锌纳米线的电泵浦随机激光现象。（3）高效的氧化锌的带边发射是完成高效自由激子相关的根底，可是缺点相关的发光多数占主导，这导致了器材的禁带发光较弱，器材的寿数较短。根据此问题，经过使用能带工程，使用氧锌镁和氧化锌异质结对载流子输运的约束，取得了完全由氧化锌带边发射为主体的发光器材，在有用的按捺了缺点相关的发光一起，完成了长寿数（20多小时），纯紫外发光二极管。这证明了氧锌镁与氧化锌异质结器材的载流子约束优势，为完成高效的氧化锌带边发射供给了借鉴。

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