基于ZnO纳米线阵列的压电调控LED/QLED器件研究
发布时间：2020-12-18 04:29
基于王中林教授于2007和2010年提出压电电子学和压电光电子学两个原创的概念。利用应变引起的界面极化电荷调制界面处能带结构并进而有效地调节和控制界面或结区的载流子输运。运用材料的压电效应调节发光二极管以及量子点发光二极管的发光,是实现压力可视化的一个重要的实现途径。本论文利用Zn O纳米线构筑了Ga N/Zn O异质结发光二极管阵列并激发量子点荧光与阵列量子点发光二极管。利用压电效应调控器件载流子输运,进而研究器件的发光特性及其可视化应力的响应,为日后的实际应用提供实验依据。主要得到了以下结果。1、运用紫外光刻与磁控溅射技术在P-GaN衬底上制备出30μm线宽100μm间距的网格电极用以改善P-Ga N衬底的导电能力;之后再次使用紫外光刻与磁控溅射技术在衬底上制备出3μm孔径6μm孔间距的Si O2掩模阵列,并使用水热法在P-Ga N上外延生长出单根Zn O纳米线阵列;最后使用封装工艺制备出阵列Ga N/ZnO异质结发光二极管,并成功激发出旋涂于器件后表面的量子点的荧光。器件测试结果表明,器件具有典型的PN结I-V特性曲线,开启电压在10V左右;由于水热法制备出的Zn O存在缺陷,因...
【文章来源】：重庆师范大学重庆市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电容式压力传感器器件及工作原理[35]
3压电式压力传感器利用正压电效应来感知外界刺激。当对压电材料施材料体内的电偶极矩因为受到压缩而变短，在材料的相对表面上会产的电荷，其实质就是将机械能转化为电能[36, 37]。传统的无机压电材料压电系数，但是灵敏度较低[38]，而压电聚合物材料表现出相反的特性员利用两种材料的优势，致力于制备高灵敏度的柔性压电式压力传感用无机压电材料掺杂的聚合物材料[40]，将无机压电材料制备或者转移图 1.2 压阻式压力传感器器件及工作原理[35]
衬底上成为研究热点，该领域的研究将为更大面积柔性压力传感器的制备提供技术支持[57]。2013 年，王中林等报道了基于阵列化 ZnO 纳米线压电电子学效应的压力传感器，把分辨率提升至 120 微米；虽然仍未达到人体皮肤的分辨率，但已经较之传统的压力传感器，在分辨率上获得了数量级的提升。同年，王中林、潘曹峰等报道了基于 p 型氮化镓层外延图案化生长 ZnO 纳米线发光二极管阵列作为压力传感器的工作，应用具有压电光电子学效应的 ZnO 纳米线发光二极管（NW-LED）作为压力传感器阵列，可以映射应变、压强和应力的分布。该传感器实现了 2.7 微米的分辨率（如图 1.3 所示），是世界上首次达到微米级超人类皮肤分辨率的应力感应系统[58]，该研究引起了人们极大的关注。但是，这种基于图案化 ZnO 纳米线的异质结 LED 阵列仍然有很大的局限性。首先是无机半导体纳米材料种类较少，尤其是作为空穴传输的 p 型材料；其次是无机纳米材料柔韧性较差，在柔性器件方面的应用有所不足。这两点都极大的限制了基于 ZnO 纳米线压电光电子学效应的压电传感器的发展，尤其是大面积柔性阵列器件的发展与应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Flexible and stretchable electrodes for next generation polymer electronics: a review[J]. Dustin Chen,Jiajie Liang,Qibing Pei. Science China(Chemistry). 2016(06)
[2]柔性电子器件的应用、结构、力学及展望[J]. 李学通,仝洪月,赵越,杜凤山. 力学与实践. 2015(03)
[3]智能传感器技术综述[J]. 赵丹,肖继学,刘一. 传感器与微系统. 2014(09)
[4]光纤F-P腔压力传感器的研究进展[J]. 韩冰,高超. 计测技术. 2012(02)
[5]柔性阵列式压力传感器的发展现状简介[J]. 杨敏,陈洪,李明海. 航天器环境工程. 2009(S1)
[6]光纤压力传感器[J]. 赵中华,高应俊,骆宇锋. 传感器技术. 2005(12)
[7]无线传感器网络研究进展[J]. 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽. 计算机研究与发展. 2005(01)
本文编号：2923354
【文章来源】：重庆师范大学重庆市
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电容式压力传感器器件及工作原理[35]
3压电式压力传感器利用正压电效应来感知外界刺激。当对压电材料施材料体内的电偶极矩因为受到压缩而变短，在材料的相对表面上会产的电荷，其实质就是将机械能转化为电能[36, 37]。传统的无机压电材料压电系数，但是灵敏度较低[38]，而压电聚合物材料表现出相反的特性员利用两种材料的优势，致力于制备高灵敏度的柔性压电式压力传感用无机压电材料掺杂的聚合物材料[40]，将无机压电材料制备或者转移图 1.2 压阻式压力传感器器件及工作原理[35]
衬底上成为研究热点，该领域的研究将为更大面积柔性压力传感器的制备提供技术支持[57]。2013 年，王中林等报道了基于阵列化 ZnO 纳米线压电电子学效应的压力传感器，把分辨率提升至 120 微米；虽然仍未达到人体皮肤的分辨率，但已经较之传统的压力传感器，在分辨率上获得了数量级的提升。同年，王中林、潘曹峰等报道了基于 p 型氮化镓层外延图案化生长 ZnO 纳米线发光二极管阵列作为压力传感器的工作，应用具有压电光电子学效应的 ZnO 纳米线发光二极管（NW-LED）作为压力传感器阵列，可以映射应变、压强和应力的分布。该传感器实现了 2.7 微米的分辨率（如图 1.3 所示），是世界上首次达到微米级超人类皮肤分辨率的应力感应系统[58]，该研究引起了人们极大的关注。但是，这种基于图案化 ZnO 纳米线的异质结 LED 阵列仍然有很大的局限性。首先是无机半导体纳米材料种类较少，尤其是作为空穴传输的 p 型材料；其次是无机纳米材料柔韧性较差，在柔性器件方面的应用有所不足。这两点都极大的限制了基于 ZnO 纳米线压电光电子学效应的压电传感器的发展，尤其是大面积柔性阵列器件的发展与应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Flexible and stretchable electrodes for next generation polymer electronics: a review[J]. Dustin Chen,Jiajie Liang,Qibing Pei. Science China(Chemistry). 2016(06)
[2]柔性电子器件的应用、结构、力学及展望[J]. 李学通,仝洪月,赵越,杜凤山. 力学与实践. 2015(03)
[3]智能传感器技术综述[J]. 赵丹,肖继学,刘一. 传感器与微系统. 2014(09)
[4]光纤F-P腔压力传感器的研究进展[J]. 韩冰,高超. 计测技术. 2012(02)
[5]柔性阵列式压力传感器的发展现状简介[J]. 杨敏,陈洪,李明海. 航天器环境工程. 2009(S1)
[6]光纤压力传感器[J]. 赵中华,高应俊,骆宇锋. 传感器技术. 2005(12)
[7]无线传感器网络研究进展[J]. 崔莉,鞠海玲,苗勇,李天璞,刘巍,赵泽. 计算机研究与发展. 2005(01)
本文编号：2923354
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