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氧化锌纳米线使LED发光效率更好

导读: 加州大学圣地亚哥分校(UCSD)及中国北京大学的科学家发表了一种制造P型氧化锌(ZnO)纳米线(nanowire)的低成本技术。纳米线可以应用在新一代的LED上,发光波段可由紫外光到可见光。研究人员相信,以p型氧化锌纳米线为主的LED,将比传统以氮化镓为主的LED更为便宜,且能提供更高的发光效率。

加州大学圣地亚哥分校(UCSD)及中国北京大学的科学家发表了一种制造P型氧化锌(ZnO)纳米线(nanowire)的低成本技术。纳米线可以应用在新一代的LED上,发光波段可由紫外光到可见光。研究人员相信,以p型氧化锌纳米线为主的LED,将比传统以氮化镓为主的LED更为便宜,且能提供更高的发光效率。

氧化锌的电子能隙(band gap)为3.37eV,是一种很好的发光材料,长久以来科学家对于以氧化锌制造高效率的LED一直很感兴趣。然而工程师却发现,很难对氧化锌之类具有宽能隙的半导体进行p型掺杂,因此氧化锌在电子方面的应用有限。不过自从实验证实氧化锌薄膜可以具有p型的导电性,这个情形已经改观:几个月前,美国的新兴公司MOXtronics已经制造出以发光波段为紫外光到可见光的氧化锌LED。

UCSD及北大研究小组首度在纳米尺寸下实现p型氧化锌。他们透过简单的化学气相沉积法(CVD),在氧化锌里掺杂磷来制造p型的ZnO-P纳米线。由于这个方法非常简单,在制造成本上将比用来制造氮化镓半导体的有机金属化学气相沉积法(MOCVD)来得便宜许多。上述方法制造出的纳米线貌似厚草皮,由直立的柱状结构所组成。此结构使LED具有更大的接合面积,因而得到更高的效率。

UCSD的Deli Wang表示,这种LED主要是用在紫外光波段,但是也可以设计用于照明、显示标志及LCD的背光模块。此外,以纳米线为基础的激光器还可以提供高效率的光源,应用在光存储、成像及化学检测等领域中。Wang已经为此制程申请了临时专利,并且极看好这项技术的前景。该小组目前正尝试直接从液相制造出纳米线,这将会比气相沉积为主的制程更加便宜。

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