基於立方晶系氧化物半導體的深紫外發光二極體

《基於立方晶系氧化物半導體的深紫外發光二極體》是依託大連理工大學,由朱慧超擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於立方晶系氧化物半導體的深紫外發光二極體
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱慧超

項目摘要

本項目利用自行設計組裝的MOCVD設備生長立方岩鹽結構寬禁帶氧化物半導體MgNiO、MgZnO薄膜，最佳化薄膜的生長工藝，提高薄膜的晶體質量；通過研究薄膜組分對薄膜晶體結構與禁頻寬度的內在聯繫，闡明薄膜組分對薄膜載流子類型、濃度、遷移率等電學特性的影響和規律，並製備以MgNiO、MgZnO薄膜為工作物質的深紫外發光二極體器件，包括pn結型和MIS結型半導體發光二極體。解決金屬電極與半導體薄膜之間的歐姆接觸問題；深入研究pn結型發光二極體中MgNiO和MgZnO的薄膜組分、禁頻寬度、缺陷能級等因素對器件電學、光學特性的影響；深入研究MIS結型發光二極體中MgO絕緣層厚度、MgZnO禁頻寬度、晶體質量等因素對器件電學、光學特性的影響，不斷最佳化MIS結型發光二極體的結構，最終實現基於立方岩鹽結構寬禁帶氧化物半導體的電致發光器件。

結題摘要

本項目利用自行設計組裝的化學氣相沉積系統生長寬頻隙氧化物半導體ZnO、NiO、MgO、Al2O3、Ga2O3、In2O3、CuO、MgNiO、MgZnO納米膜和納米線，最佳化納米膜和納米線的生長工藝，提高結晶質量；製備了多種紫外光電器件特別是紫外光電探測器、阻變存儲器和氣體感測器。研究了多種金屬與半導體之間的歐姆接觸問題；研究了薄膜的厚度、晶體質量等因素對器件電學特性的影響，搭建了半導體光電器件和氣體感測器的測試系統和研究平台，改進了金屬有機物化學氣相沉積系統，為立方岩鹽結構寬禁帶氧化物半導體的電致發光器件奠定技術基礎。我們首先在化學氣相沉積系統中製備了ZnO:Cu納米線，由於在稀磁半導體器件和自旋電子器件領域存在可能套用，此項研究發表在德國固體物理學期刊Physica Status Solidi上。我們在光電探測器方面發表了兩篇會議論文。分別是基於ZnO單根納米線和CuO單根納米線的器件，兩個器件分別對紫外光和紅外光展現了良好的回響。我們在氣體感測器方面也做了一些工作，發表了兩篇基於CuO納米顆粒的文章，分別被美國和英國的期刊接收。其中英國的期刊為皇家化學學會的著名期刊RSC Advances，影響因子3.7。我們在阻變存儲器方面發表了一篇文章。由於MOCVD生長工藝尚不成熟，因此還沒有達到我們的目標。我們相信，在2015年會在MgNiO和MgZnO薄膜的MOCVD生長方面取得成績，並將在上述領域發表更多更好的文章。