本征富受主型ZnO微米管光致发光的温度调控机制

作者：王强; 杨立学; 刘北云; 闫胤洲; 陈飞; 蒋毅坚^*

来源：Acta Physica Sinica, 2020, 69(19): 305-311.

• 氧化锌
• 光致发光
• 热淬灭
• 负热淬灭

热效应是影响半导体器件发光性能的最关键因素之一.本文针对光学气化过饱和析出法制备的本征富受主型ZnO微米管,系统研究了其光致发光的温度调控机制.研究表明,所制备ZnO微米管具有规则的六边形截面形貌,长度达5 mm、直径达100μm,室温下的光学带隙约为3.30 eV;随着环境温度的提高,其光致发光强度呈现"热淬灭-负热淬灭-热淬灭"的反常变化.在80—200 K温区内的热淬灭行为与浅施主的退/电离、自由激子热离化以及中性受主束缚激子的转变有关;在200—240 K温区内发生的负热淬灭行为与导带底以下488 me V处深能级陷阱上电子的热激发有关;在240—470 K温区内发生的热淬灭行为则与导带底以下628 me V处非辐射复合中心的Shockley Read-Hall复合有关.非辐射复合中心和陷阱中心的形成均与本征富受主型ZnO微米管的氧空位缺陷有关.上述研究结果在高温高效富受主型ZnO微米管基光电器件的设计与研发方面具有重要指导意义.

• 单位
  北京石油化工学院; 北京工业大学; 广西科技大学