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◈ 新一代信息技术科研进展

华中科技大学实现基于锑掺杂p型ZnO纳米线阵列/n型GaN薄膜的暖白光LED

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发表期刊
发布时间
2015-02-25

💡这项突破是什么?

新闻网讯 白光LED具有10倍于白炽灯的高能效,50倍于白炽灯的使用寿命,加之环保等方面的优势使其在世界范围内广泛使用。


ZnO是一种宽禁带直接带隙n型半导体材料,具有高的激子束缚能(60 meV),在室温(26 meV)下,激子能够稳定存在,可以实现室温下的高效的激子受激发而成为新一代的半导体发光材料。ZnO白光LED是一个可以解决红、绿、蓝三基色III-V族LED在电路设计和协同控制困难、成本高不利于产业化、过分依赖荧光粉调节得到白光LED效率不高等问题的研究方向。但是,ZnO的p型掺杂会导致晶体的马德隆能升高,加上ZnO自身存在严重的自补偿效应,使得ZnO的p型掺杂难以实现。目前p型ZnO的实现仍然是国际普遍公认的难题,也是目前国内外研究的重点与热点。


光电国家实验室、物理学院双聘教授高义华团队近年来一直致力于基于ZnO一维纳米材料的光电器件研究。该团队硕士生任小亮,博士生张翔晖,联合苏俊博士、李露颖副教授,刘逆霜副教授和国家脉冲强磁场中心韩俊波副教授等人,通过简单的化学气相沉积方法,一步实现了基于高质量的锑(Sb)掺杂p型ZnO纳米线阵列/n型GaN薄膜的白光LED。


该团队通过X射线光电子能谱(XPS)分析和元素分布像分析,发现Sb成功掺杂ZnO阵列。室温PL光谱显示了Sb元素掺杂前后带边能级变化,低温PL(4.65 K)光谱分析发现Sb元素掺杂在ZnO能带中形成稳定的受主能级与深能级,进一步的IV测试表明p型ZnO阵列成功实现。而且,基于p-ZnO/n-GaN的一步白光LED,在8.0-15.5 V工作电压下色温稳定在3500 K左右,相比于一般白光LED的实现方法简单易操作,且所发白光为适于家居照明的暖白光。该工作为白光LED的发展带来物质载体和新思路。


2月25日,Adv.Funct.Mater.(IF:10.439, Vol.25, 2182-2188 (2015)) 发表了其研究成果“基于锑掺杂氧化锌纳米阵列一步实现暖白光LED的研究”(White Light-Emitting Diode From Sb-Doped p-ZnO Nanowire Arrays/n-GaN Film)。

该研究工作得到了国家“973计划”(2011CB933300)、国家自然科学基金(11374110, 11074082, 11204093, 51371085, 11304106)等项目的资助。


高义华教授简介:http://baike.baidu.com/link?url=Mo-yffNKagLzCwcy0W0iP4kFRrALWXcwIOUf-4OxD6VwBCZuvjuIPzEP6Jz2kQXf2kOTJCgp_OvEaYmdVQEaza


李露颖副教授简介:http://www.wnlo.cn/tutor_show.php?catPath=0,1,408&catID=416&articleID=3267

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