2020年12月8日
最近的一项研究测量了氧化锌(ZnO)晶体在发光过程和非发光过程中的内量子效率(IQE)。
“从这两种工艺中获得IQE的定量分解，可以让我们更好地设计半导体，以改善IQE，”该研究的主要作者小岛和信教授说。
高效的电子和光学器件是减少能源消耗和实现生态社会的必要条件。
在直接带隙半导体中，ZnO是一种很有吸引力的材料。它们具有发光特性和韧性，以维持大电场，使它们能够为电子设备供电，因为它们的大能带隙能量和大激子结合能。
这也使得它们适用于抗辐射薄膜晶体管和异质结构场效应晶体管。
在高质量的ZnO晶体中，非辐射复合中心(NRCs)是近带边(NBE)发射的重要组成部分。这些中心起到了不必要的能量耗散通道的作用，降低了NBE辐射的IQE。
为了了解发光过程还是非发光过程在决定IQE行为上更重要，Kojima和他的同事测量了水热法生长的Zn0晶体的IQE值。
为此，他们采用了小岛和其他研究人员发明的全向光致发光(ODP)光谱技术——一种用光探测半导体晶体以检测缺陷和杂质的非破坏性方法。
在光泵浦条件下研究了ZnO晶体的IQE特性。IQE值表明弱光泵浦条件下的行为是恒定的，强激发下的行为是单调的增加。
由于观察到有光泵浦的非发光过程显著降低，IQE增加的起源被揭示为nrc饱和导致的非发光过程的减速。
来源:http://www.tohoku.ac.jp/en/