2005年,H。Y。XU和Y。C。LIU等[6],通过射频反应磁控溅射法生长了一层30nm厚度的i-ZnO层在p型GaN衬底上,然后用电子束蒸发技术沉积了n-ZnO,制备了p-i-n异质结,并获得了二极管的整流特性。其研究分析报告表明,由于n-ZnO和p-GaN中的空穴仅有相对低的载流子浓度和迁移率,从而辐射复合主要出现在p-i-n异质结的i型ZnO区域。随后实验结果证明,室温下给p-i-n异质结施加正向偏压在3。21ev的电致发光光谱中可以观察到紫外线电发射。81228
2006年,S。J。Jiao,Y。M。Lu和D。Z。Shen等[7],通过等离子体辅助分子束外延技术,对ZnO进行掺杂高电阻率的氮从而制备出了n-ZnO/i-ZnO/p-GaN异质结发光二极管。由于i-ZnO对电子和空穴的限制作用使得i-ZnO产生发射。此外,n-ZnO/i-MgO/p-GaN也被制成。这种异质结中电子的限制效应增加,在室温下的电致发光光谱在382nm处可观察到来自于ZnO层的明亮的紫外发光。并希望通过使用晶体质量的改进和器件结构的优化这些异质结来实现ZnO的受激发光。
2010年,Zhen Guo等[8],成功制备出具有超低电流的p-GaN/i-聚合物/ZnO纳米线异质结的紫蓝色发光二极管,由n型(n-)ZnO纳米线(NWs)/绝缘体(i-)聚合物/p型(p-)GaN发光二极管(LED)在超低驱动电流25uA下,产生了伴随有一个弱缺陷相关的辐射的紫外线(UV)-蓝色电致发光。2010年,Songzhan Li和Guojia Fang等[9],用射频磁控溅射法制备n-ZnO/n-GaN同型异质结紫外发光二极管,在足够的正向偏压,观察到在大约368nm的紫外线辐射峰值处的半最大宽度为7nm。同时用一个i-MgO层插入到ZnO和GaN之间,紫外线辐射强度和输出功率有了很大的提高,而阈值电压下降到2。5V。2010年,J。B。You等[10],制备了有AlN夹层和没有AlN夹层的n-ZnO/p-GaN异质结发光二极管。关于n-ZnO/p-GaN的电致发光光谱显示了源自ZnO在650nm处一个宽的发射和源自GaN在440nm处一个弱发光。而n-ZnO/AlN/p-GaN展示了来自ZnO在405nm处较强的紫外发光且没有GaN发光。通过插入一个薄的AlN中间层,EL强度大大提高,这可归因于通过插入的AlN势垒层起到了抑制GaOX界面层的形成和约束效应的作用。论文网
2011年,Huihui Huang,Guojia Fang和Songzhan Li等[11],制作了一个基于n-ZnO/n-GaN同型异质结的紫外(UV)/橙色双色发光二极管(LED),此异质结分别在中心位于波长367nm处呈现一个尖锐紫色发射和一个中心位于波长640nm的一个宽的橙色发射。随时间变化的电致发光(EL)的测试表明,该器件具有很好的稳定性。2011年,S。G。Zhang,X。W。Zhang和Z。G。Yin等[12], 通过控制生长温度(T/℃)和AlN层厚度,系统的研究对n-ZnO/AlN/p-GaN器件电致发光性能的影响。据发现,AlN层的较高生长温度(TAIN)可以促进器件的EL性能的提高,这是由于该AlN层的结晶质量随生长温度TAIN提高的改善。此外AlN层的结晶度,阻挡层的厚度对器件的性能起着重要的作用。较薄的AlN层是不足以覆盖GaN的整个表面,而较厚的AlN层是不利于载流子的隧穿和在厚的AlN层经过深施主能级非辐射复合捕获了许多电子。并证明了AlN层在生长温度700℃有一个最佳厚度大约为10nm,它可以有效限制注入的载流子和抑制界面层的形成。因此,n-ZnO/AlN/p-GaN器件的性能可以显著的提高。
2012年,Huihui Huang等[13],通过射频磁控溅射法成功制备了n-ZnO/HfO2/p-GaN异质结发光二极管。测量电致发光的结果表明,主要的紫外光发射集中在大约415nm,并可通过控在HfO2沉积期间Ar/O2的流量比来改善HfO2中间层性能从而调出紫色(0。18,0。10)到冷白色(0。22,0。20),这可归因于在ZnO里深能级发射带。2012年,Tsu-Shun Lin和Ching-Ting Lee[14],进行了基于ZnO的p-i-n薄膜同质结紫外光电探测器的性能研究。并用气相冷凝系统沉积了基于ZnO的p-i-n的紫外(UV)光电探测器。在一个-1V下反向偏压测量里,紫外光和可见光的抑制比为2。82103。低频噪声,在反向偏压-1V下光照波长为360nm,且闪烁噪声占主导地位,表现出了一个1。70×10-12W的噪声等效功率和5。5×1011cmHz1/2/w的高探测率。这样的高性能归因于低的缺陷和使用气相冷凝系统制备的基于ZnO的p-i-n的紫外光电探测器的界面态的存在。