GaN/ZnO基LED关键材料的生长、发光及载流子复合特性研究

针对GaN/ZnO基半导体在短波长发光器件应用方面的广阔前景以及研究与应用开发中存在的问题，要研制高效率的发光器件，如发光二极管(LED)，并充分发挥GaN/ZnO激子束缚能高这一独特优势，就必须对GaN/ZnO-LED结构中的关键材料的制备工艺、能带结构、光学性质、缺陷杂质行为、载流子弛豫和复合特性有深入的理解。本项目将研究GaN/ZnO-LED中关键材料的制备技术，并利用光致发光谱(PL)、Raman散射谱、红外吸收谱、荧光衰减谱等光谱分析方法，研究包括p型ZnO、n型ZnO以及p-GaN：n-ZnO异质结的微观结构、载流子输运与复合特性以及与发光特性的关联，以期更进一步的辨明与紫色、绿色发光带相关联的施（受）主激子发光、杂质缺陷态发光，以及与表面态相关的淬灭光发射机理，为GaN/ZnO基LED的产业化提供理论与实验依据。

详细地制备出ZnO基（包括部分SnO2,TiO,HfO等）以及GaN基等的各类样品，形式包括薄膜、纳米粉体以及各种特定形貌的纳米形状。衬底的选择也是多样化，如玻璃衬底、Zn衬底、硅衬底、弹性衬底（PI）等。合成方法包括Sol-gel、燃烧法、水热法等适合于大规模工业化生产的方法。掺杂物包括Al,Ga,Hf,Mg,Sb,Sn,La,Li以及各种混合掺杂，如（Ca,Mg）、（Al, Sn）、（Al,Mg）、（Al,Cd）等。就其制备工艺条件、质量、稳定性以及后热处理对其性能的影响均作了相关的详细研究。利用各种谱学手段，详细地研究了上述各掺杂物的电学、光学性质，包括电阻率，PL谱以及光催化形为。对掺杂机理、杂质态行为、载流子输运与复合的动力学过程、以及发光动力学行为的研究进行归纳、整理与分析，对目前尚存在的多种争议提出了自己独特的见解与模型。