【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用前景。但是高結晶質量的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。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,并對其光學性質進行表征;合成高紫外發(fā)光強度的ZnO基異質結LED,對其進行光電性質進行分析,構建能帶模型研究其發(fā)光機理。(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核殼結構的光致發(fā)光研究:分別采用固相硫化與化學浴沉積(CBD)合成ZnO/ZnS核殼結構。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,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)光峰位藍移至376 nm,隨著硫化周期數(shù)增加,發(fā)光強度先增強后減小,硫化4周期ZnO紫外光致發(fā)光強度最大,提高了4倍。(3)在以上實驗研究的基礎上,開展了ZnO異質結發(fā)光器件地構建與發(fā)光特性研究工作。為實現(xiàn)ZnO基異質結高紫外電致發(fā)光,我們結合能帶模型設計了GaN/MgO/ZnO/ZnS異質結結構。ZnO薄膜結構的GaN/MgO/ZnO/ZnS異質結,紫外發(fā)光強度增加了近26倍。ZnO納米線結構的GaN/MgO/ZnO NWs/ZnS異質結,異質結的紫外發(fā)光強度繼續(xù)增加了近50倍。最終實現(xiàn)了高紫外發(fā)光強度的ZnO基異質結LED的制備,并對異質結的發(fā)光機理進行研究。
【圖文】：

進短波長的光電子材料實際應用上意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，而反材料的復折射率 n*是用以描述兩性能的布拉格反射鏡 (DBR) 地設計都得依賴數(shù) k 存在如下關系：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，在半導體照，導致發(fā)光器件得閾值電壓昂的設備和后期維護，致水平較低，阻礙了技術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寶石上合成的 ZnO，首
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;O482.31

【參考文獻】

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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用研究進展[J];化學學報;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構和光學特性[J];人工晶體學報;2012年06期

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本文編號：2607701