I en ny publikation från Opto-elektroniska framsteg, forskare under ledning av professor Xu Chunxiang, Sydöstra universitetet, Nanjing, Kina diskuterar nanobuffertstyrd elektrontunnel för att reglera heterojunctional gränssnittsemission.

Ljusdioder (LED) används ofta inom belysning och display. Homojunction är det bästa valet när man överväger gränssnittsförlust och bärarkoncentrationsmatchning. Dock, för några halvledarmaterial, där det är svårt att få homojunction, energinivåmatchande heterostruktur är också ett val för att bygga lysdioder. Jämfört med GaN, ZnO har ett bandgap på 3,37ev, som liknar GaN. Dock, dess excitonbindande energi är så hög som 60 meV, som är mycket större än rumstemperatur termisk energi (26mev). Därför kan dess excitoner existera stabilt vid rumstemperatur, som förväntas realisera ljusemitterande enheter i rumstemperatur av excitontyp och laserutrustning med låg tröskel. 1997, Professor Tang Zikang erhöll det optiskt pumpade stimulerade utsläppet av tunna filmer från ZnO vid rumstemperatur; en artikel om detta arbete publicerad i Vetenskap förutspådde de potentiella fördelarna med ZnO inom området ultravioletta laserenheter med "kommer UV -lasrar att slå blå?".

Synligt gränssnittsemission är oundvikligt i GaN / ZnO-ljusdioder. Att införa en elektronbarriär är en vanlig och effektiv metod. I befintlig forskning, det lämpliga elektronbarriärskiktet kan effektivt blockera gränssnittsemissionen, men om det kan användas genom att justera gränssnittsemissionen, det kommer effektivt att förbättra LED:s ljuseffektivitet.

Med tanke på problemen som beskrivs ovan, författarna till detta dokument har systematiskt studerat regleringen av HfO ₂ elektronbarriärskikt på gränssnittsemission i GaN / ZnO -struktur. De diskuterar i detalj den elektriska fältförändringen, energibandbyte och elektrontunnelegenskaper hos enhetens struktur efter införandet av ultratunna HfO ₂ lager, för att beskriva påverkan av dessa på anordningens elektroluminescensegenskaper. Resultaten visar att när tjockleken på HfO ₂ lager är 5,03 nm, enhetens energiband blir brantare, och en stor tunnelström kommer att genereras vid gränssnittet mellan ZnO och HfO ₂ lager. Gränssnittets luminescensvåglängd kommer att flytta från 414 nm till 394 nm, och enhetens totala luminescensintensitet kommer att öka cirka två gånger.

Detta dokument ger en forskningsmetod för gränssnittsemissionskontroll av halvledar heterostrukturer, och en beredningsmetod för att erhålla effektiva ljusfärgade heterostrukturer med ljusemitterande dioder.