《Ga-N共摻n-ZnO/p-ZnO(Sb)納米陣列藍光LED發光性能研究》是依託湖北大學，由張翔暉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Ga-N共摻n-ZnO/p-ZnO(Sb)納米陣列藍光LED發光性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張翔暉
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
ZnO具有較高的激子束縛能和藍紫光出射效率，有望成為下一代固態照明和全色顯示的核心光源。然而，摻雜引入的高濃度缺陷態複合導致光譜寬化和發光效率降低等因素制約著一維ZnO納米陣列單色藍光LED器件的發展。本項目採用化學氣相沉積法製備Ga-N共摻雜ZnO納米陣列，利用原位外延生長技術實現n型Ga-N:ZnO/p-ZnO(Sb)同質結納米陣列，構築ZnO基高質量藍光LED器件。研究Ga-N共摻後n型ZnO的載流子濃度和禁頻寬度的變化規律；探索單根納米線同質p-n結的光發射特性，建立相適應的能帶結構模型，揭示Ga-N:ZnO/p-ZnO(Sb)納米陣列的電子-空穴複合發光機理，實現發光波長與單色性的調控。本項目的順利實施對ZnO基藍光LED器件關鍵材料製備技術、電學輸運和電致發光機理奠定重要的理論和實驗基礎。
結題摘要
氧化鋅因較高的激子束縛能和藍紫光發射效率，是新型照明和顯示技術領域的關注焦點。針對氧化鋅的摻雜缺陷和p型摻雜困難的問題，本項目採用化學氣相沉積法製備了鎵氮共摻氧化鋅納米線陣列，採用外延生長技術實現了銻摻雜氧化鋅納米線陣列的可控合成，並構建了氧化鋅同質外延藍光LED器件。研究發現（1）通過調控摻雜源的配料摩爾比，實現氧化鋅納米線中鎵氮摻雜含量的調控，鎵氮最高摻雜比例可分別達到14.62%和27.67%。（2）以氧化鋅單晶為基底，採用化學氣相沉積外延生長了銻摻雜氧化鋅納米線陣列。外延生長的銻摻雜氧化鋅納米線為（002）方向的單晶氧化鋅，搖擺曲線半高寬為0.47 mrad，顯示出較高的結晶質量。通過霍爾效應和單根納米線FET器件兩種測試方法證實，在合適的摻雜濃度（3%-4.5%）下，銻摻雜氧化鋅納米線表現出p型導電特性，空穴濃度在2.0×1014cm-3-5.4×1015cm-3之間，遷移率在1.7-2.56×102 cm2v-1s-1範圍。而在較低和較高的摻雜濃度時，銻摻雜氧化鋅納米線表現為n型導電特性。（3）開展了氧化鋅同質結LED器件的研究。利用同質外延生長的氧化鋅納米線陣列LED器件開啟電壓為3.4 V，LED中心波長428 nm，在藍光LED和光電子器件領域展現出具有重要的發展前景。
