Effect of surface oxygen vacancy defects on the performance of ZnO quantum dots ultraviolet photodetector

The slower response speed is the main problem in the application of ZnO quantum dots (QDs) photodetector, which has been commonly attributed to the presence of excess oxygen vacancy defects and oxygen adsorption/desorption processes. However, the detailed mechanism is still not very clear. Herein, the properties of ZnO QDs and their photodetectors with different amounts of oxygen vacancy (V_O) defects controlled by hydrogen peroxide (H₂O₂) solution treatment have been investigated. After H₂O₂ solution treatment, V_O concentration of ZnO QDs decreased. The H₂O₂ solution-treated device has a higher photocurrent and a lower dark current. Meanwhile, with the increase in V_O concentration of ZnO QDs, the response speed of the device has been improved due to the increase of oxygen adsorption/desorption rate. More interestingly, the response speed of the device became less sensitive to temperature and oxygen concentration with the increase of V_O defects. The findings in this work clarify that the surface V_O defects of ZnO QDs could enhance the photoresponse speed, which is helpful for sensor designing.     

电极间距对ZnO基MSM紫外光电探测器性能的影响

利用金属有机物化学气相沉积法在蓝宝石衬底上制备了ZnO薄膜。利用Au电极,在ZnO薄膜上制备电极间距不同的金属-半导体-金属结构紫外光电探测器。发现随着电极间距从150μm降至5μm,探测器响应度呈现出从15 mA/W到75 mA/W的明显提高。同时,随着电极间距的减小,器件的I-V曲线线形发生了显著改变。这被归结为电极间距变化改变了器件耗尽区宽度和电极间电阻造成的结果。     

氮掺杂发光碳纳米点的研究探索

采用微波法制备了氮掺杂碳纳米点。通过调控碳纳米点中氮元素的掺杂含量和表面的化学环境,实现了对碳纳米点发光特性的调控。在此基础上,可实现完全基于氮掺杂碳纳米点的荧光墨水、比率型荧光探针及光泵浦激光。研究目的在于探索氮掺杂碳纳米点的发光机理,揭示影响碳纳米点荧光量子效率的因素及其在生物成像、传感、防伪、信息存储、激光等领域的应用。     

Ga掺入对立方相MgZnO薄膜晶体结构的影响

采用金属有机物化学气相沉积方法生长了立方相Mg_0.56Zn_0.44O：Ga薄膜,Ga在MgZnO中的摩尔分数为2.8%~4.5%。低掺杂水平的MgZnO可以保持其良好的结晶特性。随着Ga元素的摩尔分数升高至3.1%、3.3%与4.5%,立方相MgZnO中分别出现了Ga₂O₃、ZnO与ZnGa₂O₄分相。其中,Ga₂O₃与ZnGa₂O₄相的出现是由于Ga的掺杂使这两相在MgZnO基质中饱和析出,而ZnO分相被归因于Ga的引入部分破坏了立方MgZnO的亚稳态结构状态,使组分原本就处于分相区的立方MgZnO出现相分离。     

Ultraviolet Luminescence in Mg0.12Zn0.88O Alloy Films

We investigate the origin of ultraviolet （UV） emission from Mg0.12 Zn0.88 O alloy thin films with a wurtzite structure fabricated on c-plane Al2O3 substrates by plasma assisted molecular beam epitaxy. At room temperature, the absorption edge and UV emission band of the Mg0.12Zn0.88O film shift to high-energy side compared with ZnO films. Temperature dependence of the photoluminescence spectra shows that the UV emission is composed of free exciton and neutral donor bound exciton emissions. Two-step dissociation processes of the UV emission are observed with the increasing temperature. The thermal quenching mechanism is attributed to the dissociation of the free exciton from the neutral donor bound exciton in the low temperature region and the dissociation of free electron and hole from the free exciton in the high temperature region.     

富锌条件下生长氮掺杂氧化锌薄膜的光学和电学性质

报道了采用等离子体辅助分子束外延方法(P-MBE),利用NO作为N源和O源,在c-面蓝宝石(c-Al₂O₃)衬底上外延生长了N掺杂ZnO薄膜。X射线衍射谱(XRD)和吸收谱中都出现了不同于未掺杂样品的特性,X射线光电子谱(XPS)中也发现了N的受主信号。但是在霍尔效应(Hall-effect)测量中,发现该样品并没有出现预期的p型导电特性,而是出现载流子浓度很高(2.15×10²⁰cm^-3)的n型导电特性。结合XPS结果和理论分析,认为在富Zn条件下生长会导致过量的填隙Zn原子,补偿了全部的受主后,又促使其出现了从半导体-金属的Mott转变。     

LP-MOCVD生长(ZnCdTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱的激子发光研究

用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)的方法在GaAs(100)衬底上生长了(ZnCdTe，ZnSeTe)／ZnTe复合量子阱结构。测量了生长样品的光致发光(PL)谱，得到两个发光峰(记为Il，I2)，分析认为高能侧的峰为Zn0．9Cd0．1Te浅阱峰，而低能侧的峰为ZnSe0．2Te0.8深阱层的发射。对样品进行了变激发强度的PL谱测量，当激发强度增加时，PL谱中两个发光峰的比值(I2／I1)开始时迅速增加，然后缓慢减小。这是由于浅阱中的电子和空穴隧穿入深阱中导致空间电荷的分离，从而在复合量子阱结构中产生了一个内建电场所引起的。     

ZnO-Si不同退火条件对生长ZnSe薄膜的影响

研究了作为缓冲层的ZnO薄膜在不同的退火时间、退火温度下退火对Si衬底上生长ZnSe膜质量的影响。当溅射有ZnO膜的Si(111)衬底的退火条件变化时，从X射线衍射谱（XRD）和光致发光谱（PL）中可见，ZnSe(111)膜的晶体质量有较大的变化。变温的PL谱表明，Si衬底上生长的具有ZnO缓冲层的ZnSe膜的近带边发射峰起源于自由激子发射。     

白光发光二极管的制备技术及主要特性

利用发射波长为470nm的蓝光发光二极管作为基础光源，通过荧光粉转换方法制备白光发光二极管，荧光粉主要采用稀土激活的铝酸盐Y3Al5Ol2：Ce3 (YAG)。在工作电流为15mA条件下，所研制的白光LED的法向光强为2890mcd；色坐标为x=0.29，y=0．33；显色指数为77；流明效率为14．9lm／w。研究制备了不同色温的白光LED，色温范围从2700～8000K，研究了色温与色坐标之间的对应关系。并且与国外同类产品进行比较。部分指标已经超过了国外同类产品水平。     

聚乙烯基咔唑与8-羟基喹啉铝混合体系的荧光衰减

报道了8－羟基喹啉铝和聚乙烯基咔唑薄膜及其混合体系膜的荧光衰减特性。聚乙烯基咔唑／8－羟基喹啉铝重量比100：4的混合膜在波长540nm和460nm处的荧光衰减时间分别为6．47ns和8．5ns。重量比100：10混合膜在波长540nm和460nm处的荧光衰减时间分别为5．5ns和7．9ns。上述两波长对应8－羟基喹啉铝和聚乙烯基咔唑分子荧光发射。混合体系的荧光寿命仅为8－羟基喹啉铝分子荧光的40％，同时也低于聚乙烯基咔唑14ns的荧光寿命。荧光寿命的减少反映出两种分子之间存在较强的相互作用或形成了分子复合体。