Dans une nouvelle publication de Avancées opto-électroniques, chercheurs dirigés par le professeur Xu Chunxiang, Université du Sud-Est, Nankin, La Chine discute de l'effet tunnel électronique contrôlé par nano-tampon pour réguler l'émission d'interface hétérojonctionnelle.

Les diodes électroluminescentes (LED) sont largement utilisées dans le domaine de l'éclairage et de l'affichage. L'homojonction est le meilleur choix lorsque l'on considère la perte d'interface et l'adaptation de la concentration des porteurs. Cependant, pour certains matériaux semi-conducteurs, où il est difficile d'obtenir une homojonction, L'hétérostructure correspondant au niveau d'énergie est également un choix pour construire des LED. Par rapport au GaN, ZnO a une bande interdite de 3.37ev, qui est similaire à GaN. Cependant, son énergie de liaison aux excitons atteint 60 meV, qui est beaucoup plus grande que l'énergie thermique à température ambiante (26mev). Par conséquent, ses excitons peuvent exister de manière stable à température ambiante, qui devrait réaliser des dispositifs électroluminescents de type exciton à température ambiante et des dispositifs laser à faible seuil. En 1997, Le professeur Tang Zikang a obtenu l'émission stimulée par pompage optique de films minces de ZnO à température ambiante; un article sur ce travail publié dans Science a prédit les avantages potentiels du ZnO dans le domaine des dispositifs laser ultraviolets avec "les lasers UV battront-ils le blues?".

L'émission d'interface visible est inévitable dans les diodes électroluminescentes GaN/ZnO. L'introduction d'une barrière électronique est une méthode courante et efficace. Dans les recherches existantes, la couche barrière aux électrons appropriée peut bloquer efficacement l'émission d'interface, mais s'il peut être utilisé en ajustant l'émission d'interface, il améliorera efficacement l'efficacité lumineuse de la LED.

Au vu des problèmes évoqués ci-dessus, les auteurs de cet article ont systématiquement étudié la régulation de HfO 2 couche barrière aux électrons sur l'émission d'interface en structure GaN/ZnO. Ils discutent en détail du changement de champ électrique, changement de bande d'énergie et caractéristiques d'effet tunnel d'électrons de la structure du dispositif après l'introduction de HfO ultra-mince 2 couche, de manière à souligner l'influence de celles-ci sur les caractéristiques d'électroluminescence du dispositif. Les résultats montrent que lorsque l'épaisseur de HfO 2 la couche est de 5,03 nm, la bande d'énergie de l'appareil devient plus raide, et un grand courant tunnel sera généré à l'interface entre ZnO et HfO 2 couche. La longueur d'onde de luminescence de l'interface passera de 414 nm à 394 nm, et l'intensité de luminescence globale de l'appareil augmentera environ deux fois.

Cet article propose une méthode de recherche pour le contrôle d'émission d'interface d'hétérostructures semi-conductrices, et un procédé de préparation pour obtenir des diodes électroluminescentes à hétérostructure de couleur pure efficaces.