At accelerere eller bremse i den lysemitterende proces af zinkoxidkrystaller

Meget effektive elektroniske og optiske enheder er afgørende for at reducere energiforbruget og for realiseringen af ​​et miljøvenligt samfund.

ZnO er et attraktivt materiale blandt direkte-båndgap-halvledere. De har lysemitterende egenskaber samt sejhed til at opretholde et stort elektrisk felt, der gør dem i stand til at drive elektroniske enheder på grund af deres store båndgab-energi og store exciton-bindingsenergi. Dette gør dem også velegnede i strålingsbestandige tyndfilmtransistorer og heterostrukturfelteffekttransistorer.

I højkvalitets ZnO-krystaller, ikke-strålende rekombinationscentre (NRC'er) er vigtige for near-band-edge (NBE) emissionen. Disse centre fungerer som uønskede energispredningskanaler og reducerer IQE af NBE-emissionen.

For at forstå, om den lysemitterende proces eller den ikke-lysemitterende proces var vigtigere for at bestemme adfærden af ​​IQE, Kojima og hans kolleger målte IQE-værdierne for ZnO-krystal dyrket ved den hydrotermiske metode. For at gøre det, de brugte en teknik skabt af Kojima og andre forskere kendt som omnidirektionel fotoluminescens (ODP) spektroskopi - en ikke-destruktiv metode til at sondere halvledende krystaller med lys for at opdage defekter og urenheder.

IQE-egenskaberne i ZnO-krystaller blev undersøgt under fotopumpeforhold. IQE -værdier angav en konstant adfærd for svage fotopumpningstilstande og en monoton stigning for stærk excitation. Fordi der blev observeret et signifikant fald for den ikke-lysemitterende proces med fotopumpning, oprindelsen af ​​IQE-stigningen viste sig at være domineret af decelerationen af ​​den ikke-lysemitterende proces på grund af mætning af NRC'er.

"At opnå en kvantitativ opdeling af IQE fra begge processer giver os mulighed for bedre at designe halvledere for at forbedre IQE, " sagde professor Kazunobu Kojima, hovedforfatter til undersøgelsen.