基于n型ZnO纳米线阵列/p型铜铁矿结构薄膜的波长可调谐发光二极管制备、特性和机理研究

本项目采用不同载流子浓度、带隙和电子亲和势的p型铜铁矿结构CuMO2 (M=Al、Cr、Y)薄膜和n型一维ZnO纳米线阵列构筑波长可调谐的新型发光二极管（LED）原型器件。研究CuMO2 的微结构、组分、光学、电学特性等对LED发光性能的影响；研究扩散到ZnO中Cu离子的价态、含量及缺陷能级位置对LED发光波长的作用机理；研究异质结界面能带、缺陷及不同长度、直径、有序度的一维ZnO纳米线阵列对LED性能的影响规律。综合上述实验结果并结合理论分析，揭示发光波长可调的物理机制。通过本项目的研究，为基于ZnO的发光波长可调谐新型发光二极管的应用提供理论和实验基础。

ZnO基发光二极管（LED）是近年来的研究热点，但p型ZnO的不稳定性成为ZnO基同质LED发展的瓶颈。铜铁矿基CuIMIIIO2（M=Al，Cr，Fe等）是一类稳定的宽带隙p型半导体，在透明光电子器件领域具有潜在的应用。通过本项目研究，本课题组获得了高可见光透射率和电导率的单相p型CuIMIIIO2薄膜，而且在室温普通玻璃衬底上获得了p型CuIMIIIO2非晶薄膜，为这类材料在光电子器件领域的应用打下了基础。本课题组采用p型CuIMIIIO2与n型一维ZnO纳米线阵列构建异质结LED，研究了薄膜结晶质量与缺陷浓度等对器件光电特性的影响。器件的发光是520nm为中心，位于480-650nm范围的宽带可见光发射，降低ZnO层的Cu离子缺陷浓度可使器件发光波长发生蓝移。. 本课题共发表期刊论文11篇，其中SCI收录9篇，EI收录10篇，发表会议论文4篇，申请发明专利2项（已授权）。