原子层沉积法制备硅基m面ZnO紫外发光二极管及金属纳米颗粒表面等离激元耦合增强发光研究
批准号:
11574235
项目类别:
面上项目
资助金额:
73.0 万元
负责人:
刘昌
依托单位:
学科分类:
A2004.凝聚态物质电子结构
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
艾志伟、张国祯、王霄、陈超、甘学伟、苏曦、万家显
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中文摘要
紫外固化在大型数字喷涂打印、印刷、集成电路与电子元器件、光学厚度涂层和美容等领域获得广泛应用。本课题拟采用原子层沉积(ALD)法制备硅基非极性面(m面)ZnO紫外发光二极管(UVLED),其中心发光波长位于385nm处,正好用于紫外光固化。具体工艺流程是用ALD在p-Si(111)衬底上先生长p-NiO薄膜,然后再生长m面ZnO薄膜作为n型层,制备基本结构为m-ZnO/p-NiO/p-Si的异质结发光器件。用Al金属纳米颗粒(阵列)表面等离激元与异质结有源区耦合,增强紫外光发射。本课题已有很好基础,最终成果可望直接应用于工业生产,填补在非极性面UVLED研制和应用方面的空白;预期可以研制多种异质结原型器件,申请多项发明专利以及发表十篇以上高水平研究论文。
英文摘要
Ultraviolet (UV)curing is widely used in large-scale digital printing, integrated circles, optical coating and fingernail beautifing. In this proposal, we use atomic layer depositon (ALD) to prepare nonpolar ZnO UV light-emitting diodes on Si substrates. The center wavelength of the m-plane ZnO based UVLEDs locates at 385 nm, which is just good for UV curing. The detailed ALD growth process is as follows: Firstly, p-NiO thin films are grown on p-Si(111), followed by the growth of m-ZnO thin films. The basic heterostructure is m-ZnO/p-NiO/p-Si. Then, Al nanoparticles arrays are designed and fabricated on either Si substrates or on m-ZnO surfaces. The localized surface plasmon resonance of the metal leads to a selective photon absorption, an enhancement of local electromagnetic field near the metal nanoparticles, and a higher radiative decay rate, and thus, the UV emission can be enhanced. This project helps to fill the blanks of the non-polar ZnO based UVLEDs. It is expected for us to develop new types of proto-devices, to apply for several patents and to publish more than 10 high-quality papers.
本课题采用原子层沉积(ALD)法制备硅基和GaN基非极性面(m面)ZnO紫外发光二极管(UVLED),其中心发光波长位于365-385nm处,正好用于紫外光固化。具体工艺流程是用ALD在p-Si(111)衬底上先生长p-NiO薄膜,然后再生长m面ZnO薄膜作为n型层,制备基本结构为m-ZnO/p-NiO/p-Si和m-ZnO/interlayer/p-GaN的异质结发光器件。用Al金属纳米颗粒(阵列)表面等离激元与异质结有源区耦合,增强紫外光发射。本课题还研制成功基于ZnO和GaN异质结的白光芯片,它无需通过荧光粉转换,能直接从半导体芯片是发射高强度白光。本课题最终成果可望直接应用于工业生产,填补在非极性面UVLED和白光LED研制和应用方面的空白,申请8项国家发明专利(其中一项获批),发表了18篇标注有本基金的SCI号论文。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Schottky barrier modulation of a GaTe/graphene heterostructure by interlayer distance and perpendicular electric field
通过层间距离和垂直电场对 GaTe/石墨烯异质结构进行肖特基势垒调制
DOI:10.1088/1361-6528/ab2d67
发表时间:2019-10-04
期刊:NANOTECHNOLOGY
影响因子:3.5
作者:Li, Hengheng;Zhou, Zhongpo;Wang, Haiying
通讯作者:Wang, Haiying
Transparent and Flexible Capacitors with an Ultrathin Structure by Using Graphene as Bottom Electrodes.
采用石墨烯作为底部电极的超薄结构透明柔性电容器
DOI:10.3390/nano7120418
发表时间:2017-11-28
期刊:Nanomaterials (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Guo T;Zhang G;Su X;Zhang H;Wan J;Chen X;Wu H;Liu C
通讯作者:Liu C
The function of an In0.17Al0.83N interlayer in n-ZnO/In0.17Al0.83N/p-GaN heterojunctions
n-ZnO/In0.17Al0.83N/p-GaN异质结中In0.17Al0.83N中间层的功能
DOI:10.1016/j.apsusc.2016.09.165
发表时间:2017-01
期刊:Applied Surface Science
影响因子:6.7
作者:Xiao Wang;Xuewei Gan;Guozhen Zhang;Xi Su;Meijuan Zheng;Zhiwei Ai;Hao Wu;Chang Liu
通讯作者:Chang Liu
DOI:10.1088/1361-6528/ab13c4
发表时间:2019-04
期刊:Nanotechnology
影响因子:3.5
作者:T. Guo;Guozhen Zhang;Heng Zhang;Xi Su;Xue Chen;Jiaxian Wan;Hao Wu;Chang Liu
通讯作者:T. Guo;Guozhen Zhang;Heng Zhang;Xi Su;Xue Chen;Jiaxian Wan;Hao Wu;Chang Liu
Surface plasmon-enhanced UV-emission from ZnO by aluminum bowtie nanoantenna arrays
铝领结纳米天线阵列的 ZnO 表面等离子体增强紫外发射
DOI:10.1016/j.jallcom.2018.09.196
发表时间:2019-01-25
期刊:JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
影响因子:6.2
作者:Zhang, Heng;Su, Xi;Liu, Chang
通讯作者:Liu, Chang
离子注入制备Ga2O3 n-沟道场效应晶体管
- 批准号:11875212
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:刘昌
- 依托单位:
离子注入制备InN基n-沟道铁电场效应晶体管
- 批准号:11175135
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:72.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:刘昌
- 依托单位:
基于纳米结构的金属-绝缘体-金属超大容量电容器
- 批准号:11074192
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:刘昌
- 依托单位:
离子注入GaN绝缘衬底上外延生长AlGaN/AlN/GaN高电子迁移率晶体管
- 批准号:10775110
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:刘昌
- 依托单位:
离子注入宽禁带半导体(GaN和ZnO)的非晶化研究
- 批准号:10475063
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:刘昌
- 依托单位:
7稀土金属离子注入氮化镓制备发白光芯片
- 批准号:10345006
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:刘昌
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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