基于p-GaN/i-MgO/n-MgxZn1-xO异质结构波长可调的紫外光发射器件研究

批准号:
60907016
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
徐海阳
依托单位:
学科分类:
F0502.光子与光电子器件
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
王国瑞、李兴华、王雷、刘春阳、刘为振
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中文摘要
本课题拟采用等离子体辅助脉冲激光沉积技术在p-GaN (0001)面上外延生长<111>取向的超薄MgO层,利用MgO (111)面与MgZnO (0001)面的晶格匹配性,在MgO上外延生长组分可控、单相、高质量MgZnO合金薄膜,构建p-GaN/i-MgO/n-MgZnO异质结光发射器件;实现基于MgZnO有源层波长可调的紫外电注入发光和激射器件。引入<111> i-MgO层是课题的重要创新之一,它既作为电子势垒层,将载流子的辐射复合限域在MgZnO层中;又是在p-GaN (0001)衬底上生长高质量<0001> n-MgZnO外延薄膜的缓冲层,从而有效抑制异质结界面处高密度缺陷的产生,降低无辐射复合中心,提高器件的发光效率。.本工作有助于解决由于缺少高质量p型ZnO而难于获得ZnO同质结强紫外发射的困难,并将器件发射向更短波段推进,是光电子信息领域的前沿课题。
英文摘要
紫外光发射器件在高密度信息存储、微电子加工、照明与显示领域有广阔应用前景。ZnO基材料因其激子束缚能高、易于在室温下获得低阈值激子发射,而成为发展紫外光发射器件的重要材料体系之一。但是,稳定、可靠、可控的p型掺杂技术目前依然不成熟,严重制约了同质结器件的发展。在这种情况下,发展ZnO基异质结光发射器件成为理想选择之一。本项目正是围绕这一主题开展了如下几方面研究工作:(1)以ZnO、MgZnO为有源层,设计并制备了P-N异质结和M-I-S异质结紫外发光/激光二极管原型器件;利用MgZnO合金的带隙工程,实现了发射波长的调制。(2)针对异质结界面势垒影响载流子注入效率的问题,通过在器件中引入Ag纳米粒子局域表面等离激元,以及采用单晶ZnO纳米线作为有源层的方法,提高了器件紫外发射效率。(3)针对纳米ZnO光发射器件易受表面态影响的难题,研究了空气条件下表面吸附对ZnO纳米线器件紫外光发射效率和稳定性的影响,发展了MgZnO外延包覆方法改善了器件性能。(4)制备了不同取向的、全立方相MgZnO/MgO应变多量子阱结构,利用压应力效应将发射波长推向深紫外区。
期刊论文列表
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专利列表
Heteroepitaxial Growth and Spatially Resolved Cathodoluminescence of ZnO/MgZnO Coaxial Nanorod Arrays
ZnO/MgZnO 同轴纳米棒阵列的异质外延生长和空间分辨阴极发光
DOI:10.1021/jp102395t
发表时间:2010-09
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Liu W.;Liang Y.;Xu H.;Wang L.;Zhang X.;Liu Y.;Hark S.
通讯作者:Hark S.
Electrically pumped near-ultraviolet lasing from ZnO/MgO core/shell nanowires
ZnO/MgO 核/壳纳米线电泵近紫外激光
DOI:10.1063/1.3625925
发表时间:2011-08-08
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Liu, C. Y.;Xu, H. Y.;Mu, R.
通讯作者:Mu, R.
Optical and electrical properties of p-type ZnO:N films grown by N-plasma assisted pulsed laser deposition
N等离子体辅助脉冲激光沉积p型ZnO:N薄膜的光学和电学特性
DOI:--
发表时间:--
期刊:Chinese Journal of Luminescence
影响因子:--
作者:Wang L.;Xu H.-Y.;Li X.-H.;Liu Y.-C.
通讯作者:Liu Y.-C.
DOI:10.1063/1.4788685
发表时间:2013-01
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Lei Wang;Jiangang Ma;Haiyang Xu;Ceng Zhang;Xinghua Li;Yichun Liu
通讯作者:Lei Wang;Jiangang Ma;Haiyang Xu;Ceng Zhang;Xinghua Li;Yichun Liu
Local chemical states and thermal stabilities of nitrogen dopants in ZnO film studied by temperature-dependent x-ray photoelectron spectroscopy
温度依赖性 X 射线光电子能谱研究 ZnO 薄膜中氮掺杂剂的局部化学态和热稳定性
DOI:10.1063/1.3259644
发表时间:2009-11-09
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Li, X. H.;Xu, H. Y.;Lu, Y. M.
通讯作者:Lu, Y. M.
基于等离激元诱导电荷分离(PICS)效应的高密度光电耦合信息存储材料研究
- 批准号:U19A2091
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:250.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:徐海阳
- 依托单位:
多孔非晶碳薄膜的忆阻效应及其超低功耗突触器件研究
- 批准号:51872043
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:徐海阳
- 依托单位:
基于pn结空间电荷区宽度调制的忆阻器:材料、忆阻行为调控与神经突触仿生研究
- 批准号:51372035
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:徐海阳
- 依托单位:
MgZnO/MgO量子阱的生长、物性调控及其深紫外光发射器件研究
- 批准号:51172041
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:徐海阳
- 依托单位:
国内基金
海外基金
