In una nuova pubblicazione di Progressi optoelettronici, ricercatori guidati dal professor Xu Chunxiang, Università del sud-est, Nanchino, La Cina discute il tunneling elettronico controllato da nano-buffer per regolare l'emissione dell'interfaccia eterogiunzionale.

I diodi emettitori di luce (LED) sono ampiamente utilizzati nel campo dell'illuminazione e dei display. L'omogiunzione è la scelta migliore quando si considera la perdita di interfaccia e la corrispondenza della concentrazione del vettore. Però, per alcuni materiali semiconduttori, dove è difficile ottenere l'omogiunzione, Anche l'eterostruttura corrispondente al livello di energia è una scelta per costruire i LED. Rispetto a GaN, ZnO ha una banda proibita di 3,37 ev, che è simile a GaN. Però, la sua energia di legame degli eccitoni raggiunge i 60 meV, che è molto più grande dell'energia termica a temperatura ambiente (26 mev). Pertanto i suoi eccitoni possono esistere stabilmente a temperatura ambiente, che dovrebbe realizzare dispositivi emettitori di luce di tipo eccitone a temperatura ambiente e dispositivi laser a bassa soglia. Nel 1997, Il professor Tang Zikang ha ottenuto l'emissione stimolata mediante pompaggio ottico di film sottili di ZnO a temperatura ambiente; un articolo su questo lavoro pubblicato su Scienza ha previsto i potenziali vantaggi dello ZnO nel campo dei dispositivi laser ultravioletti con "i laser UV batteranno il blues?".

L'emissione visibile dell'interfaccia è inevitabile nei diodi emettitori di luce GaN / ZnO. L'introduzione di una barriera elettronica è un metodo comune ed efficace. Nella ricerca esistente, lo strato di barriera elettronica appropriato può bloccare efficacemente l'emissione dell'interfaccia, ma se può essere utilizzato regolando l'emissione dell'interfaccia, migliorerà efficacemente l'efficienza luminosa del LED.

Alla luce dei problemi sopra evidenziati, gli autori di questo lavoro hanno studiato sistematicamente la regolazione di HfO ₂ strato di barriera elettronica sull'emissione di interfaccia nella struttura GaN / ZnO. Discutono in dettaglio il cambiamento del campo elettrico, cambiamento di banda di energia e caratteristiche di tunneling elettronico della struttura del dispositivo dopo l'introduzione di HfO . ultrasottile ₂ strato, in modo da delineare l'influenza di questi sulle caratteristiche di elettroluminescenza del dispositivo. I risultati mostrano che quando lo spessore di HfO ₂ lo strato è 5,03 nm, la banda di energia del dispositivo diventa più ripida, e verrà generata una grande corrente di tunneling all'interfaccia tra ZnO e HfO ₂ strato. La lunghezza d'onda della luminescenza dell'interfaccia si sposterà da 414 nm a 394 nm, e l'intensità complessiva della luminescenza del dispositivo aumenterà di circa il doppio.

Questo documento fornisce un metodo di ricerca per il controllo delle emissioni di interfaccia di eterostrutture a semiconduttore, e un metodo di preparazione per ottenere efficienti diodi emettitori di luce con eterostruttura di colore puro.