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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着宽禁带半导体在LED中的应用，高转换效率、高开关速度、较大范围色阶、较低热功率的LED在照明、显 示、汽车等领域引领了较高的热潮，其中现存的紫光LED大部分仍然是合成光，无法获得自发光的紫光LED遏制了高光效白光LED的发展。II-VI族的ZnO材料与传统的III族半导体材料相比具有较高的激子束缚能，在固态照明，短波长半导体光电器件中具有绝对的优势。禁带宽度为3.37eV。带边复合的电致发光峰位在376nm处，完全符合制备紫光LED的要求。

ZnO材料作为六方纤锌矿结构的直接带隙半导体材料，以其3.37eV的禁带宽度，60meV的室温激子束缚能而被广泛用于短波长的发光以及探测器件中。在第三代半导体材料中，相比GaN材料，ZnO展现出较为突出的优点，如高光学增益，高辐射硬度，简便的制备方法。但是ZnO基光电器件仍存在p型制备困难，高结晶质量ZnO难以制备，从而开展了关于ZnO异质结的科学研究。希望通过对ZnO异质结发光方面的进展进行的总结，通过分析其载流子传输的机制，可以优化ZnO异质结发光二极管的特性。

国内外研究现状

迄今为止，关于ZnO基发光二极管的报道中，ZnO基光电器件仍存在p型制备困难，高结晶质量ZnO难以制备。然而可以通过优化ZnO纳米结构以及表面，引入阻挡层以及等离子体可以实现ZnO的紫外电泵浦发光。但这同时也引入了新的问题，引入大量缺陷，增加制备难度，降低发光效率等，采用取长补短的方法叠加两种或者几种调节发光的方式共同改变LED的电致发光也没有完缺解决问题。如何获得低能耗，高发光效率的紫外发光二极管仍然是科研的难题。若要实现ZnO紫外发光二极管的商业应用还是应该回到问题的本身即制备高结晶质量、重复性良好的P型ZnO薄膜，寻找新的掺杂方法，通过研究其生长方式以及缺陷形成的机理，提高ZnO中载流子浓度以及迁移率是ZnO代替GaN成为最优的发光材料的必然途径。

2. 研究的基本内容

通过软件对zno异质结led进行建模仿真，改变zno表面结构和载流子浓度，使zno异质结发光二极管的电学特性得到优化。主要内容如下 ：

（1）查阅国内外相关资料，研究zno作为异质结发光二极管材料的独特优势，包括zno的结构和各种特性

（2）研究异质结led的结构和国内外研究现状

3. 实施方案、进度安排及预期效果

• 实施方案如下：

（1）查阅国内外相关资料，理解和掌握zno的电学特性和异质结led的结构

（2）学习comsol软件，了解掌握异质结led的模拟方法

（3）在学习并理解的基础上，利用软件对zno/gan异质结led进行建模仿真

4. 参考文献

[1]daotong you,chunxiang xu,feifei qin,zhu zhu,a.gowrimanohari,wei xu,jie zhao,wei liu.interface control for pure ultravioletelectroluminescence from nano-zno-based heterojunction devices[j].sciencebulletin,2018,63(01):38-45.

[2]王颜彬,方铉,王登魁,唐吉龙,房丹,王晓华,魏志鹏.zno/gan异质结发光二极管的研究进展[j].电子世界,2018(04):62-64.

[3]陈东成,苏仕健,马於光.有机平面pn异质结发光二极管材料与器件[j].科学通报,2017,62(35):4090-4098.