氧化锌薄膜的缺陷发光和它作为白光光源的潜在应用

• 作者: 刘石 孙胜男 崔海宁 王子涵 王海水 陈永健
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 物理学
• 关键词: 氧化锌薄膜的缺陷 缺陷发光与光致发光 白光 LED
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 页码范围: 1604-1614
• 页数: 11页
• 分类号: O462.3
• 字数: 1289字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2016)05-1604-11

摘要

ZnO发光二极管(LEDs)在照明应用方面有着巨大的潜力。需要解决的主要问题是光的产生和对辐射的控制,这个问题来自LED波长的变化和组合。发现缺陷发光的ZnO有着各种波长范围,适合LED在白光产生方面的应用。同时展示了在实验和理论上可以用于 ZnO 系统的缺陷辐射。这种类型的缺陷相较于传统的掺杂材料和其他材料,其优点在于不需要广泛和昂贵的生产系统。不仅提出了 ZnO 薄膜在白色平面LED光源本征缺陷发光的潜在应用,同时也利用一些方法一个特定的中心位置和ZnO薄膜在初期发射谱带的宽分布来控制缺陷的产生。根据不同的制备方法和特定的实验条件,不同的白色,如稍白色和青白色等原本的和重要的颜色-蓝光波段(455,458 nm),绿光波段(517,548 nm),红光波段(613,569 nm)分别被获得。从而说明了这是一种制作白光 LED更好的办法-利用 ZnO 材料。在对 ZnO 薄膜电学性质的调查研究中,通过薄膜表面的额电子插入和正离子的湮灭已经证明了的观点,随着质子的植入、正离子的湮没、电子的插入和ZnO表面的电学性质的研究,表述结果被进一步的证实。研究人员对单晶 ZnO 的已经有了一定的研究, PL质子植入ZnO以后呈现橘红色,并且在700℃退火后仍然存在,清楚的可以看出 PL 缺陷的存在。在植入粒子方面最近的文章也有报道,例如在ZnO缺陷表层中注入离子和电子来改变 PL性能。VZn也发现了氧化锌薄膜的主要缺陷之一是正电子湮没,同样的,Vlasenko 和 Watkins 也发现了氧化锌表面由于电子辐射产生的缺陷。导致绿色透光率的减少,增加PL致600~700 nm。之后分析和解释 ZnO 薄膜电阻率的缺陷。由霍尔系数的迹象表明ZnO表现为 N型传导,这样做的原因是因为把 VO 和 Zn原子联系在一起,使 Zn具有较低的电阻率。试验中氧气退货可以增加 ZnO 的电阻率,其电阻率的增加是由于 VO 的减少。另外,在200℃条件下准备的样品导电率很低,说明了 VO 的作用很大。退火氧化锌薄膜电导率下降表明,看到了主要的缺陷。