GaN基LED及ZnO納米線陣列的制備和特性研究.pdf

1、隨著科技的逐漸進步，半導體照明領域獲得了長足進展。LED作為一種綠色能源，已經(jīng)深入到人們的生活中。其中，GaN基藍光LED的出現(xiàn)以及ZnO在藍光LED方面的潛在應用前景，使得獲得白光LED成為可能，這大大推動了LED商業(yè)化的進程。
　　一方面，Ⅲ-Ⅴ族材料GaN作為第三代半導體材料具有其獨特的優(yōu)點:為直接禁帶，禁帶寬度為3.4eV。另外，GaN材料的熱導率高，化學性質(zhì)穩(wěn)定，生長工藝成熟，并且具有很強的抗輻射能力，這使得它在綠光和藍

2、光等領域的發(fā)光器件和探測器件中都具有十分廣泛的應用前景。同時，還可以通過調(diào)節(jié)GaN基化合物的組分配比來獲得不同禁帶寬度的半導體材料，并且其禁帶寬度的變化范圍可以覆蓋紫外到紅外整個區(qū)間。如何提高GaN基LED的發(fā)光效率一直是科學家們關注的焦點。目前，研究者們普遍將極低溫下的LED的內(nèi)量子效率設定為100％，然而，通過實驗我們發(fā)現(xiàn)InGaN/GaN多量子阱結構LED的內(nèi)量子效率最大值并非出現(xiàn)在極低溫處。因此，對于其內(nèi)量子效率的測量方法有必要

3、進行進一步探討和修正。
　　另一方面，Ⅱ-Ⅵ族材料ZnO在半導體照明領域也具有優(yōu)越的光學特性。ZnO的室溫禁帶寬度為3.37eV，帶邊發(fā)光峰在近紫外區(qū)域，同時，ZnO在低溫下的激子束縛能為60meV，室溫下依舊有26meV的激子束縛能，這就使得ZnO的激子在室溫下可以穩(wěn)定存在，也就是說在室溫下ZnO材料仍然可以實現(xiàn)激子的發(fā)光，這種發(fā)光機制相比于電子-空穴對的復合發(fā)光來說其發(fā)光效率顯著提高，這使得ZnO在白光固態(tài)照明領域具有很廣闊的

4、發(fā)展前景。ZnO的制備方法簡單，易結晶，可以選擇的襯底很廣泛。同時，它的生長溫度低，在500℃以上就可以生長。目前，ZnO已經(jīng)在遮光劑中的紫外吸收材料和壓敏電阻傳感器中有廣泛的應用。然而，生長制備出高質(zhì)量穩(wěn)定性好的p型一維ZnO納米材料仍然是科學家們難以解決的問題。
　　本文詳細介紹了一種測量InGaN/GaN多量子阱結構內(nèi)量子效率的比較準確的方法，同時也對ZnO一維納米材料的制備做了一定探索。具體內(nèi)容如下:
　　1.測量I

5、nGaN/GaN多量子阱結構PL內(nèi)量子效率的方法:首先測量出樣品在一個大的溫度和激發(fā)功率范圍內(nèi)的PL光譜圖。然后做出PL效率隨著溫度以及激發(fā)功率的變化情況，做出不同的激發(fā)功率下樣品的PL效率隨著溫度的變化情況或者不同溫度下樣品的PL效率隨著激發(fā)功率的變化情況，從中找到PL效率的最大值，并且將這個最大值設定為樣品內(nèi)量子效率達到100％。最后用其他溫度點和功率點的PL效率值與這個最大值做商，得到相對應的內(nèi)量子效率值。
　　2.在ZnO