In een nieuwe publicatie van Opto-elektronische vooruitgang, onderzoekers onder leiding van professor Xu Chunxiang, Zuidoost-universiteit, Nanking, China bespreekt nano-buffer-gecontroleerde elektronentunneling om heterojunctionele interface-emissie te reguleren.

Light emitting diodes (LED's) worden veel gebruikt op het gebied van verlichting en display. Homojunctie is de beste keuze bij het overwegen van interfaceverlies en afstemming van de dragerconcentratie. Echter, voor sommige halfgeleidermaterialen, waar het moeilijk is om homojunctie te verkrijgen, energieniveau matching heterostructuur is ook een keuze om LED's te bouwen. Vergeleken met GaN, ZnO heeft een bandgap van 3.37ev, wat vergelijkbaar is met GaN. Echter, de excitonbindingsenergie is zo hoog als 60 meV, die veel groter is dan thermische energie op kamertemperatuur (26 mev). Daarom kunnen de excitonen stabiel bestaan ​​bij kamertemperatuur, die naar verwachting lichtemitterende apparaten van het kamertemperatuur-excitontype en laagdrempelige laserapparaten zal realiseren. In 1997, Professor Tang Zikang verkreeg de optisch gepompte gestimuleerde emissie van dunne ZnO-films bij kamertemperatuur; een artikel over dit werk gepubliceerd in Wetenschap voorspelde de potentiële voordelen van ZnO op het gebied van ultraviolette laserapparaten met "zullen UV-lasers de blues verslaan?".

Zichtbare interface-emissie is onvermijdelijk in GaN / ZnO light-emitting diodes. Het introduceren van een elektronenbarrière is een veelgebruikte en effectieve methode. In bestaand onderzoek is de juiste elektronenbarrièrelaag kan de interface-emissie effectief blokkeren, maar als het kan worden gebruikt door de interface-emissie aan te passen, het zal de lichtopbrengst van LED effectief verbeteren.

Gezien de hierboven geschetste problemen, de auteurs van dit artikel hebben de regulatie van HfO . systematisch bestudeerd ₂ elektronenbarrièrelaag op interface-emissie in GaN / ZnO-structuur. Ze bespreken in detail de elektrische veldverandering, verandering van energieband en elektronentunneling van de structuur van het apparaat na de introductie van ultradun HfO ₂ laag, om de invloed hiervan op de elektroluminescentie-eigenschappen van het apparaat te schetsen. De resultaten laten zien dat wanneer de dikte van HfO ₂ laag is 5,03 nm, de energieband van het apparaat wordt steiler, en een grote tunnelstroom zal worden gegenereerd op het grensvlak tussen ZnO en HfO ₂ laag. De golflengte van de interface-luminescentie zal van 414 nm naar 394 nm gaan, en de algehele luminescentie-intensiteit van het apparaat zal ongeveer twee keer toenemen.

Dit artikel biedt een onderzoeksmethode voor de interface-emissiecontrole van halfgeleiderheterostructuren, en een voorbereidingsmethode voor het verkrijgen van efficiënte lichtemitterende diodes met heterostructuur in zuivere kleuren.