表面等离激元增强ZnO基器件紫外电致发光研究

ZnO基发光器件在信息、光通信、白光照明、医学以及生物等领域具有广泛的应用前景，是当前半导体材料与器件研究的热点。由于ZnO本征缺陷，p型掺杂困难使得空穴浓度不高，ZnO的自吸收以及全反射损失等，使得目前ZnO基发光器件的发光效率普遍较低。我们拟在n-ZnO/AlN(或ZnMgO)/p-GaN结构上覆盖一层Ag/Al合金薄膜，利用金属表面等离激元与ZnO近带边发射的耦合作用，加快ZnO近带边辐射跃迁速率，抑制缺陷复合发光及其它非辐射过程，提高体系内量子效率；同时光从金属层出射，避免了半导体材料的自吸收及全反射损失，从而提高器件的光抽取效率。此外，在异质结中引入一宽带隙的电子势垒层，可以把复合过程限制在n-ZnO一侧。通过该项目的实施，我们期望能研制出ZnO基室温高效紫外电致发光器件，进一步探明表面等离激元增强发光的机理，提供一条解决ZnO及其它半导体材料低发光效率的可行途径。