SnO2納米棒陣列/AlN/p-GaN異質結的製備及其紫外發光特性研究

《SnO2納米棒陣列/AlN/p-GaN異質結的製備及其紫外發光特性研究》是依託武漢工程大學，由付秋明擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：SnO2納米棒陣列/AlN/p-GaN異質結的製備及其紫外發光特性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：付秋明
• 依託單位：武漢工程大學

項目摘要

SnO2具有禁頻寬度大、激子束縛能高的優點，在製造紫外發光二極體方面具有潛在的套用價值。然而“偶極禁阻”規則的束縛和不合適的能帶偏移嚴重製約了SnO2異質結紫外發光二極體的光電性能。本項目擬以ZnO納米棒陣列為模板製備納米晶SnO2納米棒陣列，通過對SnO2納米棒的晶粒尺寸和表面形貌進行調控，研究晶粒尺寸和表面形貌對SnO2的紫外光發射性能的影響，探索晶粒尺寸和表面形貌的協同作用，從而打破“偶極禁阻”規則，實現紫外光發射；進一步引入AlN勢壘層作為電子阻擋層構築納米晶SnO2納米棒陣列/AlN/p-GaN異質結紫外發光二極體，研究AlN勢壘層的晶體質量和厚度對異質結的載流子輸運和紫外發光性能的影響，建立AlN勢壘層的晶體質量和厚度的最佳化協同，提高異質結的紫外發光效率。上述問題的解決對於研究SnO2的紫外光發射機理具有重要的科學意義，對推動高效SnO2基紫外發光器件的發展具有重要的套用價值。

結題摘要

打破偶極禁阻規則的制約實現SnO2的紫外電致發光，並且降低載流子的非輻射複合，對於SnO2異質結紫外發光二極體來說是非常重要的。本項目以ZnO納米棒陣列為模板製備了ZnO@SnO2核殼納米棒陣列和SnO2空心納米棒陣列，研究了液相沉積反應參數和退火溫度對樣品的表面形貌和晶體結構的影響；通過調控SnO2殼層的晶粒尺寸，實現了SnO2的紫外光致發光。製備了ZnO@SnO2核殼納米棒陣列紫外探測器，對比研究了SnO2殼層對探測器紫外光回響性能的影響，結果表明SnO2殼層能有效提高探測器的回響度，並降低回響時間。進一步製備了ZnO@SnO2核殼納米棒陣列/p-GaN異質結髮光二極體，研究了ZnGa2O4界面層和SnO2殼層對載流子輸運和電致發光的影響，結果表明ZnGa2O4界面層能有效的阻擋ZnO@SnO2核殼納米棒中的電子注入p-GaN，而SnO2殼層中局域態可以束縛部分來自p-GaN的隧穿空穴與電子發生輻射複合，進而導致ZnO@SnO2核殼納米棒的紫外光發射。此外，還製備了CuO/ZnO自供電紫外探測器和ZnO/Zn2TiO4核殼納米棒陣列，並對其紫外光探測性能和可見光催化性能進行了研究。本項目研究為探索氧化物半導體光電器件的套用提供了理論和實驗支持。