繼白熾燈和熒光燈之后,發(fā)光效率高、使用壽命長、能源消耗量低的第三代固體照明光源LED（Light Emitting Diode）紛紛出現(xiàn)在人們的視野。具有優(yōu)良光電性能的氧化鋅（Zn O）與氮化鎵（GaN）作為重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料,被廣泛應(yīng)用于LED等光電領(lǐng)域。并且隨著外激光發(fā)射現(xiàn)象在室溫下的ZnO納米線中被發(fā)現(xiàn),Zn O納米帶、納米線、納米棒等一維的ZnO納米材料在光電器件中潛在應(yīng)用前景也受到人們極大的關(guān)注。ZnO是激子束縛能高達60meV的新型直接帶隙的寬禁帶半導(dǎo)體材料,它作為LED的藍紫外發(fā)光材料具有獨特的優(yōu)勢。對于LED來說建立合理的異質(zhì)結(jié)構(gòu)是獲得高性能的光發(fā)射器件的關(guān)鍵之一。目前,N型的ZnO材料可通過很多種手段得到,但想制備出穩(wěn)定的P型ZnO材料依然較為困難。由于GaN與Zn O在穩(wěn)態(tài)時同為纖鋅礦結(jié)構(gòu)且二者晶格常數(shù)相近,同時P型GaN的制備已取得突破,這就使得制作異質(zhì)結(jié)器件時P型GaN成為P型ZnO的理想替代品。這種新型的n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)LED在許多實驗室都已制備出來,但是從來沒有人對它進行過合理的理論分析,也未從理論方面研究過影響這種新型結(jié)構(gòu)發(fā)光效率的原... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）纖鋅礦GaN原子排列；（b）閃鋅礦GaN原子排列Fig.2.1(a)WurtziteGaNatomicarrangement;(b)ZincshiftGaNatomicarrangement

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文m，屬于六方晶系 6mm 點群，空間群 C6V4。ZnO 的激子束縛能為（25meV），其自由激子不易發(fā)生熱離化，利用 ZnO 制備的發(fā)光二極作并實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的發(fā)光[20,21]。制備出較好的 p-n 結(jié)是實現(xiàn) ZnO。然而對于 ZnO 來說，總不可避免的存在諸如空位、位錯、間隙等導(dǎo)體的光電性質(zhì)造成了嚴重的影響。計算表明：ZnO 的本征缺陷共有 Oi；（2）間隙鋅 Zni；（3）氧空位 VO；（4）鋅空位 VZn；（5）反位no。下圖 2.2 標示了 ZnO 中各種本征缺陷在禁帶內(nèi)所處的能級位置

發(fā)光通量（單位為流明）表示：o op=L V ( )P ( )d lm發(fā)光通量 其值為 680lm/W，V(λ)為相對人眼靈敏度， 函數(shù) V(λ)在波長為 0.555 μm 的峰值處的歸一oplu683 ( ) ( )d= lm/WV PIV 發(fā)光通量 輸入電功率為 683 lm/W。不斷進步，發(fā)光效率得到了極大的改善。下圖為便于比較，傳統(tǒng)照明設(shè)備的發(fā)光效率也列入 3 年提高了兩倍，或相當于每 10 年改善了 限 683 lm/W 時，不會再保持如此快的改進速效率早已超過傳統(tǒng)的照明設(shè)備。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]紫外發(fā)光二極管發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 閆建昌,孫莉莉,王軍喜,李晉閩.  照明工程學(xué)報. 2017(01)
[2]LED封裝結(jié)構(gòu)的光學(xué)模擬與設(shè)計[J]. 劉麗,吳莉.  通訊世界. 2015(18)
[3]Ag/Au與n-ZnO的歐姆接觸特性的研究[J]. 鄧葉,王曉東,朱彥旭,曹偉偉,劉飛飛,杜志娟,于寧.  光電子.激光. 2014(08)
[4]MgO界面層對n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)LED光電性能的影響[J]. 張忠俊,張立春,趙風(fēng)周,曲崇,黃瑞志,張敏,李清山.  光電子.激光. 2014(05)
[5]Improvement in electroluminescence performance of n-ZnO/Ga2O3 /p-GaN heterojunction light-emitting diodes[J]. 張立春,趙風(fēng)周,王菲菲,李清山.  Chinese Physics B. 2013(12)
[6]Mg摻雜對MgZnO納米線帶隙和結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)[J]. 張艷革,何海燕,潘必才.  金屬功能材料. 2012(02)
[7]ZnMgO/n-ZnO/ZnMgO/p-GaN異質(zhì)結(jié)LED的紫外電致發(fā)光[J]. 宿世臣,呂有明.  發(fā)光學(xué)報. 2011(08)
[8]ZnO薄膜的p型摻雜研究進展[J]. 邢光建,李鈺梅,江偉,韓彬,王怡,武光明.  真空. 2009(04)
[9]Be摻雜纖鋅礦ZnO電子結(jié)構(gòu)的第一性原理研究[J]. 唐鑫,呂海峰,馬春雨,趙紀軍,張慶瑜.  物理學(xué)報. 2008(12)
[10]ZnO薄膜的缺陷研究進展[J]. 林益梅,葉志鎮(zhèn),陳蘭蘭,朱麗萍,黃靖云.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2006(05)

博士論文
[1]納米尺度周期結(jié)構(gòu)提高LED發(fā)光效率機制的研究[D]. 劉萌.山東大學(xué) 2017

碩士論文
[1]LED結(jié)構(gòu)抗靜電性能的研究[D]. 張麗超.長春理工大學(xué) 2013



本文編號：3374296