n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的研究
发布时间：2021-08-31 05:33
继白炽灯和荧光灯之后,发光效率高、使用寿命长、能源消耗量低的第三代固体照明光源LED（Light Emitting Diode）纷纷出现在人们的视野。具有优良光电性能的氧化锌（Zn O）与氮化镓（GaN）作为重要的宽禁带半导体材料,被广泛应用于LED等光电领域。并且随着外激光发射现象在室温下的ZnO纳米线中被发现,Zn O纳米带、纳米线、纳米棒等一维的ZnO纳米材料在光电器件中潜在应用前景也受到人们极大的关注。ZnO是激子束缚能高达60meV的新型直接带隙的宽禁带半导体材料,它作为LED的蓝紫外发光材料具有独特的优势。对于LED来说建立合理的异质结构是获得高性能的光发射器件的关键之一。目前,N型的ZnO材料可通过很多种手段得到,但想制备出稳定的P型ZnO材料依然较为困难。由于GaN与Zn O在稳态时同为纤锌矿结构且二者晶格常数相近,同时P型GaN的制备已取得突破,这就使得制作异质结器件时P型GaN成为P型ZnO的理想替代品。这种新型的n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED在许多实验室都已制备出来,但是从来没有人对它进行过合理的理论分析,也未从理论方面研究过影响这种新型结构发光效率的原...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）纤锌矿GaN原子排列；（b）闪锌矿GaN原子排列Fig.2.1(a)WurtziteGaNatomicarrangement;(b)ZincshiftGaNatomicarrangement
沈阳工业大学硕士学位论文m，属于六方晶系 6mm 点群，空间群 C6V4。ZnO 的激子束缚能为（25meV），其自由激子不易发生热离化，利用 ZnO 制备的发光二极作并实现高效、稳定的发光[20,21]。制备出较好的 p-n 结是实现 ZnO。然而对于 ZnO 来说，总不可避免的存在诸如空位、位错、间隙等导体的光电性质造成了严重的影响。计算表明：ZnO 的本征缺陷共有 Oi；（2）间隙锌 Zni；（3）氧空位 VO；（4）锌空位 VZn；（5）反位no。下图 2.2 标示了 ZnO 中各种本征缺陷在禁带内所处的能级位置
发光通量（单位为流明）表示：o op=L V ( )P ( )d lm发光通量 其值为 680lm/W，V(λ)为相对人眼灵敏度， 函数 V(λ)在波长为 0.555 μm 的峰值处的归一oplu683 ( ) ( )d= lm/WV PIV 发光通量 输入电功率为 683 lm/W。不断进步，发光效率得到了极大的改善。下图为便于比较，传统照明设备的发光效率也列入 3 年提高了两倍，或相当于每 10 年改善了 限 683 lm/W 时，不会再保持如此快的改进速效率早已超过传统的照明设备。
【参考文献】：
期刊论文
[1]紫外发光二极管发展现状及展望[J]. 闫建昌,孙莉莉,王军喜,李晋闽. 照明工程学报. 2017(01)
[2]LED封装结构的光学模拟与设计[J]. 刘丽,吴莉. 通讯世界. 2015(18)
[3]Ag/Au与n-ZnO的欧姆接触特性的研究[J]. 邓叶,王晓东,朱彦旭,曹伟伟,刘飞飞,杜志娟,于宁. 光电子.激光. 2014(08)
[4]MgO界面层对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的影响[J]. 张忠俊,张立春,赵风周,曲崇,黄瑞志,张敏,李清山. 光电子.激光. 2014(05)
[5]Improvement in electroluminescence performance of n-ZnO/Ga2O3 /p-GaN heterojunction light-emitting diodes[J]. 张立春,赵风周,王菲菲,李清山. Chinese Physics B. 2013(12)
[6]Mg掺杂对MgZnO纳米线带隙和结构的调节[J]. 张艳革,何海燕,潘必才. 金属功能材料. 2012(02)
[7]ZnMgO/n-ZnO/ZnMgO/p-GaN异质结LED的紫外电致发光[J]. 宿世臣,吕有明. 发光学报. 2011(08)
[8]ZnO薄膜的p型掺杂研究进展[J]. 邢光建,李钰梅,江伟,韩彬,王怡,武光明. 真空. 2009(04)
[9]Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究[J]. 唐鑫,吕海峰,马春雨,赵纪军,张庆瑜. 物理学报. 2008(12)
[10]ZnO薄膜的缺陷研究进展[J]. 林益梅,叶志镇,陈兰兰,朱丽萍,黄靖云. 真空科学与技术学报. 2006(05)
博士论文
[1]纳米尺度周期结构提高LED发光效率机制的研究[D]. 刘萌.山东大学 2017
硕士论文
[1]LED结构抗静电性能的研究[D]. 张丽超.长春理工大学 2013
本文编号：3374296
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）纤锌矿GaN原子排列；（b）闪锌矿GaN原子排列Fig.2.1(a)WurtziteGaNatomicarrangement;(b)ZincshiftGaNatomicarrangement
沈阳工业大学硕士学位论文m，属于六方晶系 6mm 点群，空间群 C6V4。ZnO 的激子束缚能为（25meV），其自由激子不易发生热离化，利用 ZnO 制备的发光二极作并实现高效、稳定的发光[20,21]。制备出较好的 p-n 结是实现 ZnO。然而对于 ZnO 来说，总不可避免的存在诸如空位、位错、间隙等导体的光电性质造成了严重的影响。计算表明：ZnO 的本征缺陷共有 Oi；（2）间隙锌 Zni；（3）氧空位 VO；（4）锌空位 VZn；（5）反位no。下图 2.2 标示了 ZnO 中各种本征缺陷在禁带内所处的能级位置
发光通量（单位为流明）表示：o op=L V ( )P ( )d lm发光通量 其值为 680lm/W，V(λ)为相对人眼灵敏度， 函数 V(λ)在波长为 0.555 μm 的峰值处的归一oplu683 ( ) ( )d= lm/WV PIV 发光通量 输入电功率为 683 lm/W。不断进步，发光效率得到了极大的改善。下图为便于比较，传统照明设备的发光效率也列入 3 年提高了两倍，或相当于每 10 年改善了 限 683 lm/W 时，不会再保持如此快的改进速效率早已超过传统的照明设备。
【参考文献】：
期刊论文
[1]紫外发光二极管发展现状及展望[J]. 闫建昌,孙莉莉,王军喜,李晋闽. 照明工程学报. 2017(01)
[2]LED封装结构的光学模拟与设计[J]. 刘丽,吴莉. 通讯世界. 2015(18)
[3]Ag/Au与n-ZnO的欧姆接触特性的研究[J]. 邓叶,王晓东,朱彦旭,曹伟伟,刘飞飞,杜志娟,于宁. 光电子.激光. 2014(08)
[4]MgO界面层对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的影响[J]. 张忠俊,张立春,赵风周,曲崇,黄瑞志,张敏,李清山. 光电子.激光. 2014(05)
[5]Improvement in electroluminescence performance of n-ZnO/Ga2O3 /p-GaN heterojunction light-emitting diodes[J]. 张立春,赵风周,王菲菲,李清山. Chinese Physics B. 2013(12)
[6]Mg掺杂对MgZnO纳米线带隙和结构的调节[J]. 张艳革,何海燕,潘必才. 金属功能材料. 2012(02)
[7]ZnMgO/n-ZnO/ZnMgO/p-GaN异质结LED的紫外电致发光[J]. 宿世臣,吕有明. 发光学报. 2011(08)
[8]ZnO薄膜的p型掺杂研究进展[J]. 邢光建,李钰梅,江伟,韩彬,王怡,武光明. 真空. 2009(04)
[9]Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究[J]. 唐鑫,吕海峰,马春雨,赵纪军,张庆瑜. 物理学报. 2008(12)
[10]ZnO薄膜的缺陷研究进展[J]. 林益梅,叶志镇,陈兰兰,朱丽萍,黄靖云. 真空科学与技术学报. 2006(05)
博士论文
[1]纳米尺度周期结构提高LED发光效率机制的研究[D]. 刘萌.山东大学 2017
硕士论文
[1]LED结构抗静电性能的研究[D]. 张丽超.长春理工大学 2013
本文编号：3374296
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