Em uma nova publicação de Avanços optoeletrônicos, pesquisadores liderados pelo professor Xu Chunxiang, Southeast University, Nanjing, A China discute o tunelamento de elétrons controlado por nano-buffer para regular a emissão da interface heterojuncional.

Diodos emissores de luz (LEDs) são amplamente utilizados na área de iluminação e exibição. A homojunção é a melhor escolha quando se considera a perda de interface e a correspondência de concentração de portadora. Contudo, para alguns materiais semicondutores, onde é difícil obter homojunção, A heteroestrutura correspondente ao nível de energia também é uma opção para construir LEDs. Comparado com GaN, ZnO tem uma lacuna de banda de 3,37ev, que é semelhante ao GaN. Contudo, sua energia de ligação de excitons é tão alta quanto 60 meV, que é muito maior do que a energia térmica à temperatura ambiente (26 mev). Portanto, seus excitons podem existir de forma estável à temperatura ambiente, que deverá realizar dispositivos emissores de luz do tipo exciton à temperatura ambiente e dispositivos a laser de baixo limiar. Em 1997, O professor Tang Zikang obteve a emissão estimulada por bombeamento óptico de filmes finos de ZnO à temperatura ambiente; um artigo sobre este trabalho publicado em Ciência previu as vantagens potenciais do ZnO no campo dos dispositivos de laser ultravioleta com "os lasers UV vencerão o blues?".

A emissão de interface visível é inevitável em diodos emissores de luz GaN / ZnO. A introdução de uma barreira de elétrons é um método comum e eficaz. Na pesquisa existente, a camada de barreira de elétrons apropriada pode bloquear efetivamente a emissão da interface, mas se pode ser usado ajustando a emissão da interface, ele irá efetivamente melhorar a eficiência luminosa do LED.

Em vista dos problemas descritos acima, os autores deste artigo estudaram sistematicamente a regulação de HfO ₂ camada de barreira de elétrons na emissão de interface na estrutura de GaN / ZnO. Eles discutem em detalhes a mudança do campo elétrico, mudança de banda de energia e características de tunelamento de elétrons da estrutura do dispositivo após a introdução do HfO ultrafino ₂ camada, de modo a delinear a influência destes nas características de eletroluminescência do dispositivo. Os resultados mostram que quando a espessura do HfO ₂ camada é 5,03 nm, a faixa de energia do dispositivo se torna mais íngreme, e uma grande corrente de túnel será gerada na interface entre ZnO e HfO ₂ camada. O comprimento de onda de luminescência da interface se moverá de 414 nm para 394 nm, e a intensidade de luminescência geral do dispositivo aumentará cerca de duas vezes.

Este artigo fornece um método de pesquisa para o controle de emissão de interface de heteroestruturas de semicondutores, e um método de preparação para a obtenção de diodos emissores de luz de heteroestrutura de cor pura eficiente.