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二维材料异质结发光二极管的制备及性能调控

时间:2019-07-31 17:25来源:毕业论文
课题研究了在最重要的第三代宽带隙半导体材料p型GaN和n型ZnO的基础上,利用化学气相沉积(CVD)方法生长出具有高绝缘特性的二维BN薄膜作为p-GaN/n-ZnO异质结的中间电子阻挡层,再通过

氮化硼薄膜具有高电绝缘特性、高热导率、低热膨胀系数、低介电损耗和不错的压电性质等优点,但在LED中的研究报道较少,如何实现二维的氮化硼薄膜在发光器件中的应用一直是一个研究的难点。本课题研究了在最重要的第三代宽带隙半导体材料p型GaN和n型ZnO的基础上,利用化学气相沉积(CVD)方法生长出具有高绝缘特性的二维BN薄膜作为p-GaN/n-ZnO异质结的中间电子阻挡层,再通过湿法转移和ALD技术制备出了p-GaN/i-BN/n-ZnO异质结发光二极管器件。本次实验的收获是:lf0069

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  (1)通过CVD方法控制相关参数制备了性能优良的BN薄膜;

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  (2)采用多种分析手段进行表征BN薄膜; 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

  (3)制备出p-GaN/i-BN/n-ZnO三明治异质结构; 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

  (4)得到可调控电子输运的LED光电性能器件。 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

关键词:氮化硼  化学气相沉积  p-GaN/i-BN/n-ZnO异质结  LED光电性能 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

Abstract 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

Boron nitride film having a high electrical insulation properties, high thermal conductivity, low thermal expansion coefficient, low dielectric loss and good piezoelectric properties, etc. However, the research on LED is less, and how to realize the application of two dimensional boron nitride thin film in light emitting devices has been a difficult problem.The most important research is based on the third generation of a wide bandgap semiconductor material p-type GaN and n-type ZnO. Two dimensional BN thin films with high dielectric properties are grown by chemical vapor deposition (CVD) method as the intermediate electron blocking layer of p-GaN/n-ZnO heterojunction,and then p-GaN/i-BN/n-ZnO heterojunction light emitting diode device was prepared by wet method and ALD technique. The harvest of this experiment is: 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

The preparation of BN thin films with excellent properties by CVD method;

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Characterization of BN thin films by means of a variety of analytical methods;

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The p-GaN/i-BN/n-ZnO sandwich structure was prepared; 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

Get adjustable LED photoelectric properties of electron transport devices.

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Keywords Boron nitride Chemical vapor deposition  p-GaN/i-BN/n-ZnO heterojunction  LED photoelectric property

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1 绪论

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1.1 研究的背景 源`自^六;维'论.文;网www.lwfree.cn

    伴随着发光材料的出现,人们将其用在照明器件方面制出了各种不同结构与性能的照明设备,为人们的生活带来了巨大的变化。目前为止,应用的最普遍广泛的照明器件还是荧光灯,因为其生产加工工艺已经相当成熟,由于稀土三基色荧光粉的到来,使荧光灯在发光性能方面有了很大的改善与提升,故荧光灯在当今照明器件中仍然占据一席主要的地位。但在如今能源可持续发展的今天,由于荧光灯充了汞蒸气,会对环境造成不利影响,并且其结构上的一些弊端,使用受到了限制。如今,新型的研制出的照明器件如发光二极管(LED)白色照明光源能很好的克服传统荧光灯结构上存在的弊端[1]。

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    自从LED出现以来,人们就一直致力于实现固体光源。随着工业的发展,LED的制造工艺过程取得了新进步和一些重要的新型材料(例如荧光粉和氮化物晶体)的开发及应用,近年来发白色光的LED固体光源性能已逐步的完善并进入实用阶段。白光LED的实用化,使得具有高亮度白光LED的各种器件进入高效率照明光源市场成为可能,如果可以在固体照明领域节省一半的能源,则将会对人类的能源节约做出巨大的贡献。因此,在LED节能照明技术方面进行深入的研究具有很重要的现实意义。

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   与传统的照明光源相比,白光LED表现出的优势在于:(1)发光效率高、功耗低、散发的热量低;(2)性能良好,使用寿命比普通白炽灯高10倍以上,普遍使用寿命达到10000h以上;(3)更加节约能源,耗电减少且环保,不产生Hg等重金属污染物;(4)响应快,实用性强,为直流驱动模式,没有频闪;(5)结构精密,体积小,易于进行大批量大面积阵列;(6)色彩丰富,可控性和适应性强。例普通白炽灯与白色LED的各项性能比较表: 二维材料异质结发光二极管的制备及性能调控:http://www.lwfree.cn/cailiao/20190731/36525.html

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