基于王中林教授于2007和2010年提出壓電電子學(xué)和壓電光電子學(xué)兩個(gè)原創(chuàng)的概念。利用應(yīng)變引起的界面極化電荷調(diào)制界面處能帶結(jié)構(gòu)并進(jìn)而有效地調(diào)節(jié)和控制界面或結(jié)區(qū)的載流子輸運(yùn)。運(yùn)用材料的壓電效應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)光二極管以及量子點(diǎn)發(fā)光二極管的發(fā)光,是實(shí)現(xiàn)壓力可視化的一個(gè)重要的實(shí)現(xiàn)途徑。本論文利用Zn O納米線構(gòu)筑了Ga N/Zn O異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管陣列并激發(fā)量子點(diǎn)熒光與陣列量子點(diǎn)發(fā)光二極管。利用壓電效應(yīng)調(diào)控器件載流子輸運(yùn),進(jìn)而研究器件的發(fā)光特性及其可視化應(yīng)力的響應(yīng),為日后的實(shí)際應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。主要得到了以下結(jié)果。1、運(yùn)用紫外光刻與磁控濺射技術(shù)在P-GaN襯底上制備出30μm線寬100μm間距的網(wǎng)格電極用以改善P-Ga N襯底的導(dǎo)電能力;之后再次使用紫外光刻與磁控濺射技術(shù)在襯底上制備出3μm孔徑6μm孔間距的Si O2掩模陣列,并使用水熱法在P-Ga N上外延生長(zhǎng)出單根Zn O納米線陣列;最后使用封裝工藝制備出陣列Ga N/ZnO異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管,并成功激發(fā)出旋涂于器件后表面的量子點(diǎn)的熒光。器件測(cè)試結(jié)果表明,器件具有典型的PN結(jié)I-V特性曲線,開(kāi)啟電壓在10V左右;由于水熱法制備出的Zn O存在缺陷,因... 

【文章來(lái)源】：重慶師范大學(xué)重慶市

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電容式壓力傳感器器件及工作原理[35]

3壓電式壓力傳感器利用正壓電效應(yīng)來(lái)感知外界刺激。當(dāng)對(duì)壓電材料施材料體內(nèi)的電偶極矩因?yàn)槭艿綁嚎s而變短，在材料的相對(duì)表面上會(huì)產(chǎn)的電荷，其實(shí)質(zhì)就是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能[36, 37]。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)壓電材料壓電系數(shù)，但是靈敏度較低[38]，而壓電聚合物材料表現(xiàn)出相反的特性員利用兩種材料的優(yōu)勢(shì)，致力于制備高靈敏度的柔性壓電式壓力傳感用無(wú)機(jī)壓電材料摻雜的聚合物材料[40]，將無(wú)機(jī)壓電材料制備或者轉(zhuǎn)移圖 1.2 壓阻式壓力傳感器器件及工作原理[35]

襯底上成為研究熱點(diǎn)，該領(lǐng)域的研究將為更大面積柔性壓力傳感器的制備提供技術(shù)支持[57]。2013 年，王中林等報(bào)道了基于陣列化 ZnO 納米線壓電電子學(xué)效應(yīng)的壓力傳感器，把分辨率提升至 120 微米；雖然仍未達(dá)到人體皮膚的分辨率，但已經(jīng)較之傳統(tǒng)的壓力傳感器，在分辨率上獲得了數(shù)量級(jí)的提升。同年，王中林、潘曹峰等報(bào)道了基于 p 型氮化鎵層外延圖案化生長(zhǎng) ZnO 納米線發(fā)光二極管陣列作為壓力傳感器的工作，應(yīng)用具有壓電光電子學(xué)效應(yīng)的 ZnO 納米線發(fā)光二極管（NW-LED）作為壓力傳感器陣列，可以映射應(yīng)變、壓強(qiáng)和應(yīng)力的分布。該傳感器實(shí)現(xiàn)了 2.7 微米的分辨率（如圖 1.3 所示），是世界上首次達(dá)到微米級(jí)超人類皮膚分辨率的應(yīng)力感應(yīng)系統(tǒng)[58]，該研究引起了人們極大的關(guān)注。但是，這種基于圖案化 ZnO 納米線的異質(zhì)結(jié) LED 陣列仍然有很大的局限性。首先是無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米材料種類較少，尤其是作為空穴傳輸?shù)?p 型材料；其次是無(wú)機(jī)納米材料柔韌性較差，在柔性器件方面的應(yīng)用有所不足。這兩點(diǎn)都極大的限制了基于 ZnO 納米線壓電光電子學(xué)效應(yīng)的壓電傳感器的發(fā)展，尤其是大面積柔性陣列器件的發(fā)展與應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2923354