[发明专利]一种基于n-ZnO/PEDOT/HfO2

权利要求书

1.一种基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管，其特征在于，包括：n-ZnO纳米棒、p-GaN薄膜、PEDOT薄膜、HfO₂薄膜、PMMA保护层和金属电极；首先在p-GaN薄膜上溅射一层HfO₂薄膜，然后依次旋涂PEDOT薄膜、n-ZnO纳米棒和PMMA薄膜，再将PMMA保护层刻蚀至n-ZnO纳米棒露出，最后在p-GaN薄膜和n-ZnO纳米棒上制备金属电极，最终构成完整的器件。

2.如权利要求1所述的基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管，其特征在于，HfO₂薄膜厚度为5～20nm。

3.如权利要求1所述的基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管，其特征在于，PEDOT薄膜厚度为20～40nm，折射率为1.4～1.6。

4.如权利要求1所述的基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管，其特征在于，金属电极为Au电极，位于ZnO和GaN表面，厚度为20～60nm。

5.一种基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将纯度均为99.97-99.99％的ZnO粉末和1000目的碳粉末按照质量比1:1混合研磨，放入一端开口的长度30cm、直径3cm的石英管封闭端；将硅片衬底切成1cm×1cm～1cm×2cm，依次进行丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗，氮气吹干，作为生长基底，放置距管口5cm～8cm位置处的石英管内；将石英管整体水平推入管式炉中高温反应，封闭管式炉，抽真空，并通入150sccm氩气和15sccm氧气，经过反应后，关闭气阀及真空泵，通入空气，当炉内气压为大气压时，开启管式炉，取出样品；

(2)将生长了ZnO纳米棒阵列的硅片放入乙醇中，通过超声分散的方法，得到均匀分散了ZnO纳米棒的乙醇溶液备用；

(3)使用丙酮、乙醇和去离子水将p-GaN衬底分别超声清洗，用氮气吹干备用；

(4)采用射频磁控溅射的方法，将清洁的p-GaN衬底，放入磁控溅射仪中，溅射一层HfO₂薄膜；

(5)在HfO₂薄膜上依次旋涂PEDOT薄膜、均匀分散ZnO纳米棒的乙醇溶液和PMMA薄膜并高温烘干；

(6)使用氧等离子清洗仪刻蚀PMMA薄膜，使得ZnO纳米棒顶端被暴露出来；

(7)在ZnO和GaN表面沉积Au电极；

(8)将步骤(7)最后生成的n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管进行电学性质测量，并测量电泵浦发光光谱。

6.如权利要求5所述的基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，高温反应的温度为800～1200℃，反应时间为20-40分钟。

7.如权利要求5所述的基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，溅射靶材是HfO₂靶材，规格为60×2mm，腔体气压为1～3Pa，氩气流量为40～60sccm，氮气流量为5～10sccm，溅射功率为40～80W，溅射时间为5～20min。

8.如权利要求5所述的基于n-ZnO/PEDOT/HfO₂/p-GaN的紫外激光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，旋涂参数为低转速500～600转每分钟，旋转5～10秒，高转速2000～4000转每分钟，旋转30～60秒，高温烘干温度为100℃～150℃。