【摘要】：ZnO禁帶寬度為3.37 eV、室溫激子束縛能為60 meV,在低閾值、高效率的紫外電致發(fā)光LED以及激光器件方面有較好的應(yīng)用前景。但是高結(jié)晶質(zhì)量的P型ZnO薄膜難以制備,如何獲得高紫外發(fā)光亮度的LED是近二十幾年來地研究重點(diǎn)。本文采用引入晶種層的方式實現(xiàn)了密度可控的ZnO納米線制備,并對其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征;合成高紫外發(fā)光強(qiáng)度的ZnO基異質(zhì)結(jié)LED,對其進(jìn)行光電性質(zhì)進(jìn)行分析,構(gòu)建能帶模型研究其發(fā)光機(jī)理。(1)ZnO納米線的可控生長:通過在GaN襯底上引入晶種層,并經(jīng)過不同溫度地退火,實現(xiàn)ZnO納米線密度可控生長。晶種層400°C退火后合成的ZnO納米線密度比未引入晶種層增加了一倍,376 nm處的光致發(fā)光強(qiáng)度提高了一倍;晶種層退火溫度提高到500°C后,合成的ZnO納米線密度又增加了八倍,376 nm處的光致發(fā)光強(qiáng)度也提高了三倍。實現(xiàn)了ZnO納米線密度的可控生長。(2)ZnO/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的光致發(fā)光研究:分別采用固相硫化與化學(xué)浴沉積(CBD)合成ZnO/ZnS核殼結(jié)構(gòu)。固相硫化所制備的ZnO/ZnS,引入大量間隙硫原子而引起缺陷光致發(fā)光增強(qiáng),紫外光致發(fā)光減弱;采用CBD制備ZnO/ZnS,ZnS在ZnO界面處引入的局域態(tài)使光致發(fā)光峰位藍(lán)移至376 nm,隨著硫化周期數(shù)增加,發(fā)光強(qiáng)度先增強(qiáng)后減小,硫化4周期ZnO紫外光致發(fā)光強(qiáng)度最大,提高了4倍。(3)在以上實驗研究的基礎(chǔ)上,開展了ZnO異質(zhì)結(jié)發(fā)光器件地構(gòu)建與發(fā)光特性研究工作。為實現(xiàn)ZnO基異質(zhì)結(jié)高紫外電致發(fā)光,我們結(jié)合能帶模型設(shè)計了GaN/MgO/ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。ZnO薄膜結(jié)構(gòu)的GaN/MgO/ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié),紫外發(fā)光強(qiáng)度增加了近26倍。ZnO納米線結(jié)構(gòu)的GaN/MgO/ZnO NWs/ZnS異質(zhì)結(jié),異質(zhì)結(jié)的紫外發(fā)光強(qiáng)度繼續(xù)增加了近50倍。最終實現(xiàn)了高紫外發(fā)光強(qiáng)度的ZnO基異質(zhì)結(jié)LED的制備,并對異質(zhì)結(jié)的發(fā)光機(jī)理進(jìn)行研究。
【圖文】：

進(jìn)短波長的光電子材料實際應(yīng)用上意D 占據(jù)了較大的市場，但是合成白光形成，單色光合成的白光 LED 更加明素，因此，ZnO 基紫外 LED 成為了研學(xué)特性等方面的特性以及高激子束縛能可以域引起研究熱潮，首先從理論上分析 般與材料的反射以及吸收有關(guān)，而反材料的復(fù)折射率 n*是用以描述兩性能的布拉格反射鏡 (DBR) 地設(shè)計都得依賴數(shù) k 存在如下關(guān)系：n*=n+ik 理論以及實驗上獲得了 ZnO 晶體的 迅速衰減接近零。在帶邊能量以下，

制備 ZnO film (薄膜)，從此開的研究現(xiàn)狀SiC、GaN、ZnO、AlN 為代困難被攻克后，在半導(dǎo)體照，導(dǎo)致發(fā)光器件得閾值電壓昂的設(shè)備和后期維護(hù)，致水平較低，阻礙了技術(shù)地激子束縛能相比其熱離化能且價格更低廉，從而研究人 上合成 ZnO 微晶薄膜的異開了 ZnO 在短波長光電器在藍(lán)寶石上合成的 ZnO，首
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;O482.31

【參考文獻(xiàn)】

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1 郝銳;鄧霄;楊毅彪;陳德勇;;ZnO納米線/棒陣列的水熱法制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];化學(xué)學(xué)報;2014年12期

2 張仁剛;卓雯;劉繼瓊;王紅軍;高恒;;ZnO薄膜在硫蒸氣中熱硫化后結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性[J];人工晶體學(xué)報;2012年06期

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本文編號：2607701