[发明专利]ZnO基纳米杆/量子阱复合紫外发光二极管及其制备方法

摘要

本发明公开了一种ZnO基纳米杆/量子阱复合紫外发光二极管及其制备方法，该发光二极管包括衬底，衬底上从下往上依次设有n型ZnO薄膜层、ZnO纳米杆阵列、ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层、p型NiO薄膜层和第一电极；第二电极与ZnO纳米杆阵列并列位于n型ZnO薄膜层上；ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层包覆ZnO纳米杆阵列，且0.1≤x≤0.3。该发光二极管电致发光峰值波长在374nm附近，发光峰半高宽约为17nm，该发光二极管结构能充分发挥ZnO材料直接宽带隙和高激子束缚能等优势，有效减弱极化效应、提高材料与界面质量、增大有源层有效面积、提升光取出效率、提高光谱单色性，并且可实现低温制备，成本低廉，易于实现产业化。

主权项

1.一种ZnO基纳米杆/量子阱复合紫外发光二极管，包括衬底(1)，其特征在于：所述衬底(1)上从下往上依次设有n型ZnO薄膜层(2)、ZnO纳米杆阵列(3)、ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层(4)、p型NiO薄膜层(5)和第一电极(6)；第二电极(7)与所述ZnO纳米杆阵列(3)并列位于所述n型ZnO薄膜层(2)上；所述ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层(4)包覆所述ZnO纳米杆阵列(3)，且0.1≤x≤0.3；所述ZnO基纳米杆/量子阱复合紫外发光二极管的制备方法，包括以下步骤：1)清洗衬底；2)采用射频磁控溅射工艺在衬底上溅射n型ZnO薄膜层；3)采用水热法在n型ZnO薄膜层上生长ZnO纳米杆阵列；4)采用射频磁控溅射工艺在所述ZnO纳米杆阵列上交替溅射ZnO薄膜和Zn_1‑xMg_xO薄膜形成包覆于所述ZnO纳米杆阵列上的ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层；5)在所述ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层上反应溅射p型NiO薄膜层；6)采用射频磁控溅射工艺在所述p型NiO薄膜层表面镀上第一电极，并在所述n型ZnO薄膜层边缘镀上第二电极；所述ZnO/Zn_1‑xMg_xO量子阱有源层(4)由2～10个周期的ZnO薄膜和Zn_1‑xMg_xO薄膜交替沉积而成。