ZnO同质pn结发光二极管研究进展

氧化锌是一种在短波长光电器件领域有巨大应用价值的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,制备性能优良的ZnO同质结是ZnO在光电器件领域获得应用的关键之一。文章综述了近几年ZnO同质结发光二极管研究进展,详细介绍了各种结构ZnO同质结发光二极管的最新研究成果和存在的问题,并对ZnO同质结发光二极管的发展趋势进行了展望。     

ZnO:Al/n-ZnO/p-GaN异质结电致发光特性研究

利用ZnO和GaN材料制备了ZnO:Al/n-ZnO/p-GaN透明电极异质结发光二极管。通过SEM、TEM和荧光光谱对ZnO纳米棒进行了结构表征和发光特性表征。通过半导体特性分析系统和光谱测试技术对ZnO:Al/n-ZnO/p-GaN异质结进行了电致发光性能测试和机理分析。结果表明该器件能产生有效的蓝紫色电致发光,其发光分别来自于n型ZnO、p型GaN以及界面辐射;并且采用ZnO:Al作为透明电极可以提高该器件的出光效率。该异质结可应用于高效率短波发光器件。     

材料

0311734制备及钝化条件对多孔硅发光性能的影响[刊]/李宏建//光电子·激光,—2003,14(1),—54～57(C)0311735氧化锌宽禁带半导体薄膜的发光及其p-n结特性[刊]/林碧霞//固体电子学研究与进展,—2002,22(4),—417～420(D)报道了用直流反应溅射法制备的氧化锌薄膜的近紫外发射以及热处理条件对受激发射谱的影响。同时用化学反应辅助掺杂方法生长了p型和n型ZnO薄膜,研究了ZnO/Si异质结和氧化锌同质p-n结的电压电流特性(I-V特性)。     

n-ZnO/p-GaN异质结构发光二极管的制备与特性

报道了n-ZnO/p-GaN异质结构发光二极管的制备及其发光特性.采用金属有机气相外延技术在Mg掺杂p型GaN衬底上外延n型ZnO薄膜以形成p-n结.实验发现在一定配比的HF酸和NH4Cl溶液中,腐蚀深度和腐蚀时间呈线性关系,并且二氧化硅和ZnO的腐蚀速率得到很好的控制,这对器件制备的可靠性非常重要.电流-电压(I-V)特性测试显示该器件结构具有明显的整流特性.室温下,在正反向偏压状态下都可用肉眼观察到电致发光现象.同时,通过与光致发光谱进行比较,对电致发光谱中发光峰的起源和发光机制进行了探讨.     

Fabrication and Emission Properties of a n-ZnO/p-GaN Heterojunction Light-Emitting Diode

报道了n-ZnO/p-GaN异质结构发光二极管的制备及其发光特性.采用金属有机气相外延技术在Mg掺杂p型GaN衬底上外延n型ZnO薄膜以形成p-n结.实验发现在一定配比的HF酸和NH4Cl溶液中,腐蚀深度和腐蚀时间呈线性关系,并且二氧化硅和ZnO的腐蚀速率得到很好的控制,这对器件制备的可靠性非常重要.电流-电压(I-V)特性测试显示该器件结构具有明显的整流特性.室温下,在正反向偏压状态下都可用肉眼观察到电致发光现象.同时,通过与光致发光谱进行比较,对电致发光谱中发光峰的起源和发光机制进行了探讨.     

ZnO/PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积的方法在多孔硅(PS)衬底上沉积ZnO薄膜,在室温下测量了ZnO/PS异质结的结构及光学和电学性质.X射线衍射仪和扫描电子显微镜测量表明,制备的ZnO薄膜具有一定的c轴取向,但薄膜存在较多缺陷.光致发光谱显示,PS的发光与ZnO的发光相叠加,呈现白光发射.对异质结I-V特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和,据此提出了能带模型.     

小面积InGaAsP/InPPIN光电二极管和PIN/FET光接收器

<正> 最近美国贝尔实验室研制成功背照射结构小而积锌扩散同质结 InGaAsP/InP PIN光电二极管。器件基本参数为:波长λ=1.65微米,-10伏偏压下,器件电容 C=0.3微微法,暗电流 I_d=5毫微安,无防反射涂层条件下量子效率η=65%。当用波长为1.31微米的此种 PIN 组成 PIN/FET 混合集成光接收器时,给出的光接收灵敏度为:     

ZnO/PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积的方法在多孔硅(PS)衬底上沉积ZnO薄膜,在室温下测量了ZnO/PS异质结的结构及光学和电学性质.X射线衍射仪和扫描电子显微镜测量表明,制备的ZnO薄膜具有一定的c轴取向,但薄膜存在较多缺陷.光致发光谱显示,PS的发光与ZnO的发光相叠加,呈现白光发射.对异质结I-V特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和,据此提出了能带模型.     

氧化锌宽禁带半导体薄膜的发光及其p-n结特性

报道了用直流反应溅射法制备的氧化锌薄膜的近紫外发射以及热处理条件对受激发射谱的影响。同时用化学反应辅助掺杂方法生长了 p型和 n型 Zn O薄膜 ,研究了 Zn O/ Si异质结和氧化锌同质 p-n结的电压 -电流特性 (I-V特性 )     

射频功率HBT自加热效应及补偿方法

从器件I-V特性的角度,表征了射频功率异质结双极晶体管(HBT)的自加热效应。研究了器件热阻、工作电压、电流增益、发射结价带不连续性(ΔEV)等诸多因素对器件I-V特性的影响。进而研究了为补偿自加热效应所加镇流电阻对热稳定性的改善情况,给出了器件热稳定所需最小镇流电阻(REmin)与这些因素的关系。结果表明,HBT的REmin要小于同质结双极晶体管(BJT)的REmin,因此,射频功率HBT将有更大的输出功率、功率增益和功率附加效率(PAE)。     

Research on the preparation and growth mechanism of ZnO micro/nano nails

High quality zinc oxide (ZnO) micro/nano nails were prepared through thermal evaporation on the Si (100) substrate. Scanning electron microscopy (SEM) image shows that the bottom of the nanometer nails present hexagonal structure. The tip diameter of the micro/nano nails is about 319.9 nm, and the length is over 20 μm. X-ray crystal diffraction (XRD) pattern shows that the sample has a hexagonal wurtzite structure and preferred orientation in (002) direction obviously. Photoluminescence (PL) spectrum shows a strong ultraviolet (UV) luminescence peak near the wavelength of 346 nm. Finally, the growth mechanism of the ZnO micro/nano nails is analyzed and studied.     

操纵微小世界的工具——微/纳米镊的研究与应用

在许多领域内,对微小物体的操纵一直都是极富挑战性的课题。这类技术以其在对微/纳米器件或生物学对象进行操作、加工、表征、装配及测试中的关键作用,正成为微/纳米技术尤其是微自动化领域中的一个极为重要的研究方向。本文归纳和总结了微/纳米操作技术方面的最新研究进展,并按照各种微/纳米镊的工作原理进行分类,分别对基于机械、水力学、电、磁、声、光、热以及这些效应的组合发展起来的微/纳米操作技术进行了评述,特别介绍了其中的一些典型应用。可以看到,微/纳米镊技术的发展,将给微小世界的研究和应用增添更多强有力的工具。     

Novel hydrogen gas sensor based on single ZnO nanorod

For extensive use in an industrialized process of individual ZnO nano/microrods as building nanoblock in novel hydrogen sensors, a simple, inexpensive, and bio-safe synthesis process and nanofabrication route is required. Here, we report a cost-effective and fast synthesis route for ZnO one-dimensional nanorod using an aqueous-based approach in a reactor. Our synthesis technique permits nano/microrods to be easily transferred to other substrates and to be distributed on the surface. This flexibility of substrate choice opens the possibility of using focused ion beam (FIB/SEM) system for handling and fabricating nanosensors. The main advantage of this procedure is a quick verification/testing of concept and is compatible with micro/nanoelectronic devices. The described nanofabrication steps permitted us to obtain a 90% success rate for building single nanorod sensor. A sensitivity of ∼4% was obtained for a single ZnO nanorod hydrogen sensor at 200 ppm H₂ in the air at room temperature. The nanosensor has a high selectivity for H₂, since its sensitivity for O₂, CH₄, CO, ethanol or LPG are less than 0.25%.     

硅基集成光电子器件的新进展

综述了硅基微纳激光器、调制器、探测器及光传输控制器件的最新研究进展.重点阐述了表面等离子体、量子阱、光子晶体及纳米光栅等新型结构在提高器件综合性能和降低器件尺寸方面的重大作用.同时,还展示了用标准互补金属氧化物半导体(CMOS)技术,实现硅基光子器件和电子器件在同一基片上微纳集成的巨大前景.     

酞菁染料ZnPc和Q-PbS复合敏化纳米晶ZnO薄膜电极的研究

利用溶胶-凝胶旋涂镀膜法结合热处理工艺在FTO玻璃上制备了ZnO薄膜,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜(SEM)对其晶相及表面形貌进行了表征;以酞菁染料ZnPc和窄禁带半导体PbS量子点(Q-PbS)为敏化剂,分别制备了FTO/ZnO/ZnPc电极、FTO/ZnO/Q-PbS电极和FTOZnO/Q-PbS/ZnPc电极,结果表明,ZnPc和Q-PbS对ZnO纳米颗粒膜产生了良好的敏化作用,且两者的复合敏化效果最好;制备了FTO/ZnO/Q-PbS/ZnPc为光阳极的染料敏化太阳能电池(DSSC),在模拟太阳光下,电池的开路电压为304mV,短路电流为1.42mA,光电转换效率为0.696%,填充因子为0.348。     

基于碳纳米管的微纳机电器件应用研究

综述了近年来碳纳米管在微纳传感器、纳米发电机、纳米执行器、纳米电子器件、纳米收音机与薄膜扬声器等方面取得的瞩目成果及典型应用,介绍了基于碳纳米管的微纳机电器件的制造工艺、器件性能及其研究进展,指出了碳纳米管基微纳机电器件在多元化发展、工艺多样化、材料复合化、产业化工程等方面的发展趋势。     

微纳光栅结构提高OLED器件性能的研究

有机发光二极管(organic light emitting diode, OLED)具有重量轻、功耗低、 响应时间快及具有柔性等特点,在平板显示 及固态照明等方面均显现出巨大的优势。为进一步提高OLED器件性能,本文利用ExpertOLED 仿真软 件对具有不同光栅结构的实际OLED器件进行仿真模拟,分析不同结构的微纳光栅对双金属电 极OLED 器件电致发光((electroluminescent,EL)光谱、发光视角及器件内部电场强度分布的影响。通过优化,得到增强 器件发光强度 和拓宽发光视角的微纳光栅结构。在不同的光栅周期下,改变光栅高度对器件的发光性能有 不同的影响。 调节发光层中分子偶极取向,优化器件内部电场强度分布,可进一步对器件的发光性能进行 优化,从而为实验上利用周期性微纳光栅结构提高OLED器件性能提供了具有价值的参考。     

从MEMS到NEMS进程中的技术思考

回顾和概括了MEMS机电器件进入μm/nm尺度后解决的几个关键性问题。结合微机电器件发展的典型事例进行分析,对我国科学工作者在其中的贡献给予肯定。分析目前机电器件走向nm尺度的一些相关概念理解和需要着重研究的纳米效应问题。对机电器件从微到纳的发展趋势进行了展望。     

根据IV曲线形态定性判断PN结性能的一种简易方法

利用MATLAB灵活丰富的绘图功能,在半对数坐标下画出了PN结的IV曲线。根据其形态,可以对PN结的性能作出定性判断。逼近该曲线所需的直线段越多,说明该PN结的性能与理想状态相距越远。这种方法不仅适用于同质PN结,也适用异质PN结和肖特基势垒二极管。     

Photoconductivity and surface chemical analysis of ZnO thin films deposited by solution-processing techniques for nano and microstructure fabrication

The fabrication of zinc oxide(ZnO) from inexpensive solution-processing techniques,namely,electrochemical deposition and electrospinning were explored on various conducting and mesoporous semiconducting surfaces.Optimised conditions were derived for template- and self-assisted nano/micro structures and composites. ZnO thin films were annealed at a fixed temperature under ambient conditions and characterised using physical and optical techniques.The photocurrent response in the UV region shows a fast rise and double decay behaviour with a fast component followed by a slow oscillatory decay.Photocurrent results were correlated with surface chemical analysis from X-ray photoelectron spectroscopy.Various characterisation details reveal the importance of fabrication parameter optimisation for useful low-cost optoelectronic applications.