一种核壳结构发白光器件及其制备方法技术
A white light emitting device with core shell structure and its preparation method
The invention relates to a photoelectric integrated technical field, in particular to a core-shell structure of white light emitting device and a preparation method thereof, which is characterized in that the bottom of the white light device substrate wherein the substrate layer is GaN, ZnO film seed layer is arranged above the GaN substrate and ZnO films on the seed layer is provided with ZnO nanorods. The ZnO nanorods coated ZnS:Mn thin film around the shell, ZnO nanorods and ZnS:Mn thin shell structure of ZnO/ZnS:Mn core-shell nanorod arrays, ZnS:Mn thin shell, ZnO nanorods, ZnO film, GaN seed layer substrate layer composed of ZnS:Mn/ZnO/GaN core-shell nanorod arrays, ZnS:Mn/ZnO/GaN nanorods array in 325nm UV light excitation, GaN substrate the blue light can be through the above materials, and ZnO nanorods and ZnS:Mn thin shell yellow green light orange red light together, white The light has the advantages of simple structure, no need of phosphor powder, no pollution, low cost, high luminous efficiency and stability.
【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构发白光器件及其制备方法
本专利技术涉及光电集成
，具体地说是一种结构简单、不需要荧光粉、无污染、成本低、发光效率高且稳定的核壳结构发白光器件及其制备方法。
技术介绍
众所周知，由于在高亮度蓝光发光二极管（LED）研究方面做出的巨大成就，2014年度诺贝尔物理学奖授予了日本名古屋大学的赤崎勇，天野浩以及美国加州大学的中村修二，蓝光LED的突破使固体白光照明器件的实现成为可能，这也使得白光LED成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，白光LED是一种直接把电能转化为白光的新型半导体冷光源，具有效率高、无污染、寿命长、响应快、体积小、易维护等优点，被称为第四代照明光源（或绿色照明光源），在照明、显示及军事领域具有广阔的应用前景。目前，实现白光LED的方案主要有三种，一是利用蓝光LED激发黄光荧光粉，二是利用紫外光LED激发红绿蓝三基色荧光粉。目前商业化的白光LED多采用这两种方案，然而这两种途径都包含二次激发过程，这使得器件的发光效率被降低，在一定程度上制约了器件的进一步发展；第三种方案是将红、绿、蓝三种LED封装在一起直接获得白光，但由于三...
【技术保护点】
一种核壳结构发白光器件，其特征在于所述的该发白光器件的底部衬底为GaN衬底层，GaN衬底层的上方设有ZnO薄膜种子层，ZnO薄膜种子层上方设有ZnO纳米棒，所述的ZnO纳米棒周围包覆ZnS:Mn薄膜壳层，ZnO纳米棒和ZnS:Mn薄膜壳层构成ZnO/ZnS:Mn核壳纳米棒阵列，ZnS:Mn薄膜壳层、ZnO纳米棒、ZnO薄膜种子层、GaN衬底层构成ZnS:Mn/ZnO/GaN核壳纳米棒阵列器件，ZnS:Mn/ZnO/GaN核壳纳米棒阵列器件在325nm波长的紫外光激发下，GaN衬底层发出的蓝光可以透过上面材料，并与ZnO纳米棒的黄绿光和ZnS:Mn薄膜壳层的橙红光叠加在一起，获得白光。
【技术特征摘要】
1.一种核壳结构发白光器件，其特征在于所述的该发白光器件的底部衬底为GaN衬底层，GaN衬底层的上方设有ZnO薄膜种子层，ZnO薄膜种子层上方设有ZnO纳米棒，所述的ZnO纳米棒周围包覆ZnS:Mn薄膜壳层，ZnO纳米棒和ZnS:Mn薄膜壳层构成ZnO/ZnS:Mn核壳纳米棒阵列，ZnS:Mn薄膜壳层、ZnO纳米棒、ZnO薄膜种子层、GaN衬底层构成ZnS:Mn/ZnO/GaN核壳纳米棒阵列器件，ZnS:Mn/ZnO/GaN核壳纳米棒阵列器件在325nm波长的紫外光激发下，GaN衬底层发出的蓝光可以透过上面材料，并与ZnO纳米棒的黄绿光和ZnS:Mn薄膜壳层的橙红光叠加在一起，获得白光。2.根据权利要求1所述的一种核壳结构发白光器件，其特征在于所述的ZnO/ZnS:Mn核壳纳米棒阵列的阵列缝隙和顶部填充设有透明导电薄膜，所述的GaN衬底层表面设有Pt/Ni（50nm/30nm）电极，带有透明导电薄膜的ZnS:Mn/ZnO核壳层表面设有Pt/Ti（50nm/30nm）电极，在正向电压激励下，该器件呈现白光发射。3.种核壳结构发白光器件的制备方法，其特征在于所述的制作步骤如下：步骤一：清洗GaN衬底，将Mg掺杂的p-GaN外延片（以蓝宝石（0001）为衬底，在未掺杂的GaN缓冲层上生长了约1μm厚的Mg掺杂p-GaN薄膜），先后放入丙酮和乙醇溶液中超声波振荡清洗10-30min，然后用去离子水冲洗干净，用氮气吹干，GaN衬底层的发光峰位为430-450nm；步骤二：在GaN衬底层上沉积ZnO薄膜种子层，沉积ZnO薄膜种子层的方法有：脉冲激光沉积法、磁控溅射法、电子束蒸发法，沉积的ZnO的厚度为30-50nm；步骤三：在ZnO薄膜种子层上制备ZnO纳米棒，制备ZnO纳米棒的方法有：水热合成法、化学水浴沉积法、电沉积法，ZnO纳米棒的发光峰位为375-387nm和560-580nm；步骤四：在ZnO纳米棒上...
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