The invention discloses a graphene/metal nanoparticles PMMA/graphene/gallium nitride light emitting diode and a preparation method thereof. The structure of the light emitting diode consists of sapphire substrate layer or silicon substrate layer, gallium nitride layer, bottom graphene layer, metal nanoparticles PMMA layer, top graphene layer, first electrode on the gallium nitride layer and second on the bottom graphene layer. A third electrode is arranged on the top graphene layer. The graphene/metal nanoparticles PMMA/graphene/gallium nitride light emitting diode of the present invention regulates the luminous intensity of the light emitting diode by the gate control effect produced by the top graphene layer, and improves the luminous intensity by combining the surface plasmon enhancement effect of the metal nanoparticles, in addition to the excellent luminous characteristics of the graphene material such as high transmittance, high conductivity and gallium nitride. The device has the characteristics of high brightness, gate control, simple fabrication process and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管及其制备方法
本专利技术涉及一种发光二极管及其制造方法,尤其涉及一种石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)/石墨烯/氮化镓发光二极管及其制造方法,属于发光二极管领域。
技术介绍
发光二极管是一种将电能转化为光能的器件,被称为第四代照明光源或绿色光源。发光二极管具有能耗小、重量轻、体积小、功耗低,辐照低和寿命长等优点,现已广泛应用在指示、显示、装饰、照明、背光源等应用领域,具有广泛的发展潜力和市场背景。氮化镓是第三代半导体材料,具有宽的直接带隙(3.5eV)且化学稳定性好,是一种理想的短波长发光器件材料,广泛应用于微电子和光电子器件领域;石墨烯是一种具有六角蜂窝状晶格的二维碳纳米材料,室温下具有高载流子迁移率(15000cm2/(V·s))、低吸光率(~2.3%)、高导电性、量子霍尔效应以及高热导性,这些独特的优良特性使其可以与传统半导体工艺相结合,制作新型微电子和光电子器件,如:发光二极管、太阳能电池、光电探测器以及生物传感器等等。金属纳米粒子的表面等离子体增强效应,可以大大促进光生载流子的注入,从而可以大幅提高器件的发光强度;栅调制效应可通过外加栅压调控载流子的注入方向和数目,从而改变材料的能带,进一步调节器件的发光强度。在此基础上,本专利技术提出了一种石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管结构,并利用简单的制作工艺实现了所述发光二极管的制备。本专利技术的石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管利用顶石墨烯层产生的栅调控效应对发光二极管的发光强度进行 ...
【技术保护点】
1.石墨烯/金属纳米颗粒‑PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管,其特征在于,自下而上依次有衬底层(1)、氮化镓层(2)、底石墨烯层(3)、金属纳米颗粒‑PMMA层(4)、顶石墨烯层(5),此外,在氮化镓层(2)上设有第一电极(6),在底石墨烯层(3)上设有第二电极(7),在顶石墨烯层(5)上设有第三电极(8);所述的金属纳米颗粒‑PMMA层中PMMA的厚度大于金属纳米颗粒的直径,将金属纳米颗粒完全覆盖,并使金属纳米颗粒与顶石墨烯层(5)隔绝。
【技术特征摘要】
1.石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管,其特征在于,自下而上依次有衬底层(1)、氮化镓层(2)、底石墨烯层(3)、金属纳米颗粒-PMMA层(4)、顶石墨烯层(5),此外,在氮化镓层(2)上设有第一电极(6),在底石墨烯层(3)上设有第二电极(7),在顶石墨烯层(5)上设有第三电极(8);所述的金属纳米颗粒-PMMA层中PMMA的厚度大于金属纳米颗粒的直径,将金属纳米颗粒完全覆盖,并使金属纳米颗粒与顶石墨烯层(5)隔绝。2.根据权利要求1所述的石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管,其特征在于,所述的金属纳米颗粒为金、钯、银、钛、铬、镍的一种或几种的复合纳米颗粒,直径为5~200nm。3.根据权利要求1所述的石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管,其特征在于,所述的第一电极(6)、第二电极(7)、第三电极(8)均选自金、钯、银、钛、铬、镍的一种或者几种的复合电极。4.根据权利要求1所述的石墨烯/金属纳米颗粒-PMMA/石墨烯/氮化镓发光二极管,其特征在于,所述的氮化镓层为p型或n型多晶氮化镓材料。5.根据权利要求1所述的石墨烯/金属纳米颗粒-PM...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。