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| 长春光机所在国际上首次实现ZnO pn结室温电致发光 |
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近日，由长春光机所、厦门大学共同承担的重点项目“氧化锌基单晶薄膜材料、物性及器件研究”通过国家自然科学基金委员会信息科学部专家组的中期检查验收。经过刻苦攻关，项目组在关键问题上取得了突破，在国内率先获得了ZnO同质结的电致发光，并且在国际上首次实现了蓝宝石衬底生长的ZnO pn结室温电致发光，为今后ZnO蓝紫外发光和激光二极管的发展奠定了实验基础。
此外，项目组采用分子束方法，通过优化生长工艺，制备出了高质量ZnO单晶薄膜，并观测到了强的自由激子发光。在此基础上，采用不同的气源，通过原位调节反应粒子种类，在蓝宝石衬底上成功制备出了N掺杂的p-ZnO 薄膜，进而获得ZnO同质pn结。该工作已经在应用物理方面的著名杂志Appl.Phys.Lett.上发表。
由于短波长激光器对提高光通信的带宽、光信息的存储密度和读取速度有重要的意义，并且在半导体白光照明、医学及生物等高科技领域具有广泛的用途，所以ZnO的研究引起了全世界科学家的高度重视。继上世纪90年代初GaN蓝光二极管研究取得突破进展后，ZnO成为人们获得蓝/紫外发光和激光的新型半导体光电子材料，并已经成为国际前沿领域的热点课题。和GaN相比，ZnO具有更高的热稳定性和化学稳定性，对环境友好，对衬底没有苛刻的要求，并且可以用多种方法来制备ZnO薄膜，生长所需的衬底温度也比GaN低的多，其很高的激子束缚能，使得其在室温下会获得高效的紫外激子发光和激光。
自1996年香港科学家首次报道了氧化锌薄膜室温下的近紫外光泵浦受激光发射以来，ZnO的研究虽然取得了一些进展，但由于强的自补偿效应，高质量p-ZnO的制备成为阻碍ZnO发展的一个难题。直到2004年，日本的研究组才在ScAlMgO4衬底上获得了ZnO同质pn结的电致发光。（文/赵东旭）
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