白光发射增强的掺杂氧化锌/多孔硅光子晶体复合材料制备及其荧光性能研究

基本信息
批准号:61665011
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:张红燕
学科分类:
依托单位:新疆大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李鹏,何蕾,吕长武,王军,李彦宇,冶培培,姜莉锋
关键词:
光子晶体发光器件多孔硅光子晶体白光发射掺杂ZnO/多孔硅
结项摘要

Porous silicon (PS) material has been one of the hot points in the research field of photoelectron, but the stability of light emitting and the short-wave performance of short light-emitting are still problems due to the surface of the Si-O bond. The realization of effective silicon visible light emitting diode (LED) will provides a possibility to integrate PS-based optical devices.. With a wide bandgap, as a direct band gap semiconductor material, ZnO can be restructured through the defect of its nanocrystal to have blue, green and yellow photoluminescence (PL), and to achieve high efficiency white light emission. With porous silicon holes formed in the nano composite material, the white light emission silicon devices can be realized from doped ZnO nanocrystals. On the other hand, we and many other research groups have already successfully designed various porous silicon photonic crystal structures for signal enhancement and optimization of light-emitting device.. In this project, we propose to design novel and efficient porous silicon photonic crystal structures to have excellent optical properties, and then make them fully integrated with the doped ZnO nanoparticles to get the visible light properties. The preparation of new efficient porous silicon photonic crystal structure hopes to enhance doped ZnO/PS light emitting and to achieve high efficiency white light emission. In addition, this investigation would be helpful in the development of low-cost and high performance silicon-based light emitting device.

多孔硅材料是近年来光电子领域的研究热点之一,但表面Si-O键的形成导致多孔硅发光性能不够稳定及短波发光很难获得。若能实现有效的硅可见光发光二极管(LED),并将它与硅超大规模集成技术想结合,就可能实现低成本的全硅基光电子集成。ZnO作为宽禁带、直接带隙半导体材料,可通过缺陷重组使ZnO纳米晶体产生蓝色、绿色和黄色光致发光(PL),进而实现高效率的白光发射。将掺杂ZnO纳米晶体掺入多孔硅孔材料中形成纳米复合材料,必然可以实现白光发射硅基器件。此外,我们和许多研究小组的大量研究表明,利用各种结构的多孔硅光子晶体可以实现发光器件的信号增强和优化。. 本项目拟将纳米多孔硅光子晶体优良的光学特性和掺杂ZnO纳米材料可见光区内的发光特性结合起来,制备出新型高效具有多孔硅光子晶体结构的掺杂氧化锌/多孔硅发光材料,以实现高效率的白光发射。这项研究为开发出成本低和性能优越的硅基发光材料奠定基础。

项目摘要

多孔硅材料是近年来光电子领域的研究热点之一,若能实现有效的硅可见光发光二极管(LED),并将它与硅超大规模集成技术想结合,就可能实现低成本的全硅基光电子集成。ZnO作为宽禁带、直接带隙半导体材料,可通过缺陷重组使ZnO纳米晶体产生蓝色、绿色和黄色光致发光(PL),进而实现高效率的白光发射。将掺杂ZnO纳米晶体掺入多孔硅孔材料中形成纳米复合材料,必然可以实现白光发射硅基器件。.本项目中,在多孔硅的制备、高性能发光材料氧化锌制备及氧化锌/多孔硅发光器件的构建方面取得了一定的成果。通过溶胶-凝聚法成功制备出氧化锌纳米颗粒在多孔硅及多孔硅微腔上的沉积。讨论了水热法中的表面活性剂,退火温度,前驱体溶液浓度及不同稀土元素掺杂对ZnO/PS的微观结构和光学性能影响。研究表明,一维光子晶体结构可以有效增强氧化锌的光致发光强度,这种方法为开发新型的白光发射器件提供了一条有效的途径。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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