一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，该发光二极管是自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层、氮化镓层、银量子点层、石墨烯层，在氮化镓层上还设有侧面电极，在石墨烯层上设有正面电极，所述的氮化镓层厚度为2～10μm；本实用新型专利技术的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管利用银量子点表面等离子体增强发光，同时结合石墨烯材料的高透光性、高导电性和氮化镓优异的发光性能，正反偏压下均可发光且波段多样，亮度高，制备工艺简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管
本技术涉及一种发光二极管，尤其涉及一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，属于发光二极管领域。
技术介绍
发光二极管以其寿命长、重量轻、体积小和污染低的优点，有望取代日光灯成为第三代照明器件，现在已经被广泛应用到照明，显示等方面。氮化镓作为宽禁带直接带隙半导体，有较大的禁带宽度(3.5eV)十分适合制作短波长发光器件。石墨烯的电子迁移率是硅的100倍，高的电子迁移率有利于提高发光二极管的发光效率；银量子点的表面等离子体增强可大幅提高器件的发光强度。在此基础上，本技术提出了石墨烯/银量子点/氮化镓结构，并利用简单工艺实现了所述发光二极管的制备。且该发光二极管正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种亮度高，工艺简单的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，该发光二极管正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光。本技术的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，其特征在于，自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层、氮化镓层、银量子点层、石墨烯层，在氮化镓层上还设有侧面电极，在石墨烯层上设有正面电极，所述的氮化镓层厚度为2～10μm，为p型多晶材料，所述的银量子点的直径为5～100nm。上述技术方案中，所述的正面电极为金、钯、银、钛、铬、镍的一种或者几种的复合电极。所述的侧面电极为镍金电极。所述的石墨烯的厚度为1-5层。制备上述的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管的方法，包括如下步骤：1)在蓝宝石或硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型氮化镓外延层；2)在步骤1)所得氮化镓片上用电子束蒸发镀膜方法沉积侧面电极，并预留面积；3)将步骤2)所得氮化镓片进行表面清洗并干燥表面；4)将银量子点旋涂至步骤3)处理后的氮化镓片的预留面积处；5)将石墨烯转移至步骤4)制备的银量子点层上；6)在石墨烯上制作正面电极。与现有技术相比，本技术具有的有益效果是：本技术的发光二极管通过独特的结构设计，使得其可以实现双向发光，单个器件可发出多种波长的光，即在正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光，且该发光二极管亮度高；工艺简单，成本低。附图说明图1为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管截面图；图2为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管俯视图；图3为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管的IV曲线图；图4为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管在石墨烯接正偏压时的发光谱；图5为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管在石墨烯接负偏压时的发光谱。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术。参照图1、2，本技术的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层1、p型的氮化镓层2、银量子点层4、石墨烯层5，在氮化镓层2上还设有侧面电极3，在石墨烯层5上设有正面电极6，所述的氮化镓层为p型多晶材料，厚度为2～10μm。图3、4、5分别为本技术制得的发光二极管的IV曲线图、石墨烯接正偏压时的发光谱及石墨烯接负偏压时的发光谱，可以看出该发光二极管可以实现双向发光，单个器件可发出多种波长的光，即在正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光。实施例11)在蓝宝石衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度2μm；2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；4)将直径100nm银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；5)将单层石墨烯转移至银量子点上；6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积银电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。实施例21)在硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度4μm；2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；4)将50nm直径银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；5)将双层石墨烯转移至银量子点上；6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积金电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。实施例31)在硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度8μm；2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；4)将10nm直径银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；5)将三层石墨烯转移至银量子点上；6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积钛电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。实施例41)在硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度10μm；2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；4)将5nm直径银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；5)将五层石墨烯转移至银量子点上；6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积银电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，其特征在于，自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层(1)、氮化镓层(2)、银量子点层(4)、石墨烯层(5)，在氮化镓层(2)上还设有侧面电极(3)，在石墨烯层(5)上设有正面电极(6)，所述的氮化镓层厚度为2～10μm，所述的银量子点的直径为5～100nm。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，其特征在于，自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层(1)、氮化镓层(2)、银量子点层(4)、石墨烯层(5)，在氮化镓层(2)上还设有侧面电极(3)，在石墨烯层(5)上设有正面电极(6)，所述的氮化镓层厚度为2～10μm，所述的银量子点的直径为5～100nm。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林时胜，吴志乾，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33