The invention discloses a nano ZnO/AlN heterojunction light-emitting preparation method of high efficiency, the steps are as follows: first, the substrate immersed in concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide in the mixed solution, at 80 to 100 DEG C for 5 ~ 15min, the removal of surface oxides, then in acetone and deionized water and ethanol solution by ultrasonic cleaning 5 ~ 15min, soaked in ethanol for use; two, by magnetron sputtering Zinc Oxide seed layer on the substrate; three, through chemical solution method in the sputtering growth Zinc Oxide nano array substrate on Zinc Oxide seed layer; four, by magnetic controlled sputtering aluminum nitride films in Zinc Oxide nano array, the formation of ZnO/AlN heterojunction. The invention has low cost and high efficiency luminescence of ZnO/AlN heterojunction, the photoluminescence properties is very significant, for ZnO low dimensional materials in high quantum efficiency of optoelectronic devices, especially to provide effective technical support and efficient application of blue LED.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料制备
,涉及一种高效率发光的纳米ZnO/AlN异质结的制备方法。
技术介绍
氧化锌(ZnO)是一种多功能直接宽带隙(3.37eV)半导体材料,其室温激子束缚能高达60meV,高于室温能量(25meV),具有近紫外的发射波长。纳米阵列结构的氧化锌与体单晶或薄膜材料相比具有更大的比表面积和大的长度与直径比,所以其光电器件具有高的灵敏性和快的响应速度。此外由于纳米材料中存在的小尺寸量子限域效应,使纳米ZnO具有更高的光电量子效率,这可应用于蓝紫光激光器或发光二极管、太阳能电池等领域,从而提高器件的性能。氮化铝(AlN)是所有Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中禁带宽度最大的直接带隙半导体材料(Eg=6.2eV),带间跃迁发射波长可进入深紫外波段,氮化铝和氧化锌具有相同的纤锌矿晶体结构,晶格参数匹配较好,同时带隙接近ZnO的两倍,为利用异质结超注入比特性来提高发光效率,提供了物理基础。氧化锌和氮化铝的制备成本低廉,氧化锌与氮化镓相比,其禁带宽度接近,氧化锌的激子束缚能远高于氮化镓,有报道称氧化锌材料的量子效率约是氮化镓的3倍,在光电器件尤其是短波长蓝光LED方面,被认为是GaN基蓝光LED的理想替代者。因此高效低成本纳米ZnO/AlN异质结的制备对其在半导体器件及半导体照明产业的应用方面具有重要的意义。目前,ZnO低维结构材料的制备及其器件研究受到越来越多研究者的关注,出现许多关于氧化锌低维结构材料及氧化锌基半导体器件光学和电学性能的报道,但是尚未有关于高效发光纳米ZnO/AlN异质的详细报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型高效率发光的纳 ...
【技术保护点】
一种高效率发光的纳米ZnO/AlN异质结的制备方法,其特征在于所述方法步骤如下:一、将衬底浸入浓硫酸和双氧水混合溶液中,在80~100℃保温5~15min,去除表面氧化物,然后分别在丙酮、去离子水以及乙醇溶液中各超声清洗5~15min,浸泡在乙醇中待用;二、通过磁控溅射技术在衬底上制备氧化锌种子层;三、通过化学溶液法在溅射有氧化锌种子层的衬底上生长氧化锌纳米阵列;四、通过磁控溅射技术在氧化锌纳米阵列上溅射氮化铝薄膜,形成ZnO/AlN异质结。
【技术特征摘要】
1.一种高效率发光的纳米ZnO/AlN异质结的制备方法,其特征在于所述方法步骤如下:一、将衬底浸入浓硫酸和双氧水混合溶液中,在80~100℃保温5~15min,去除表面氧化物,然后分别在丙酮、去离子水以及乙醇溶液中各超声清洗5~15min,浸泡在乙醇中待用;二、通过磁控溅射技术在衬底上制备氧化锌种子层;三、通过化学溶液法在溅射有氧化锌种子层的衬底上生长氧化锌纳米阵列;四、通过磁控溅射技术在氧化锌纳米阵列上溅射氮化铝薄膜,形成ZnO/AlN异质结。2.根据权利要求1所述的高效率发光的纳米ZnO/AlN异质结的制备方法,其特征在于所述浓硫酸和双氧水混合溶液中,浓硫酸与双氧水的体积比为3:7。3.根据权利要求1所述的高效率发光的纳米ZnO/AlN异质结的制备方法,其特征在于所述氧化锌种子层的厚度为40nm。4.根据权利要求1所述的高效...
【专利技术属性】
技术研发人员:王金忠,赵迎春,王琳,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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