近日，物理科學(xué)與信息工程學(xué)院/山東省光通信科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室桑丹丹副教授課題組在金剛石基一維納米金屬氧化物異質(zhì)結(jié)的光電性能研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Enhanced Photoluminescence and Electrical Properties of n-Al-Doped ZnO Nanorods/p-B-Doped Diamond Heterojunction”為題發(fā)表在國(guó)際期刊《International Journal of Molecular Sciences》 (中科院二區(qū)Top期刊, 影響因子5.924)。2020級(jí)碩士生姚禹為文章第一作者，桑丹丹副教授、王慶林副教授為文章通訊作者，聊城大學(xué)為第一通訊單位。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、山東省高等學(xué)校青創(chuàng)人才引育計(jì)劃、山東省高等學(xué)校青創(chuàng)科技計(jì)劃、山東省泰山學(xué)者計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

       內(nèi)容與圖文解析 
       ZnO納米材料由于其較低的激光閾值和較高的光學(xué)效率，被視為光電應(yīng)用領(lǐng)域的可行候選材料。近年來(lái)，不同p型襯底材料與ZnO納米材料相結(jié)合制備的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于光電子器件等領(lǐng)域。與硅（Si）、氮化鎵（GaN）等傳統(tǒng)襯底材料相比，摻硼金剛石（BDD）具有高導(dǎo)熱性、寬禁帶（5.47eV）、高擊穿電壓（~107V/cm）、高電子空穴遷移率（2400cm2/(V·s)）、化學(xué)穩(wěn)定性和室溫抗輻射性能等優(yōu)異性能。因此，將ZnO納米材料與BDD結(jié)合形成的異質(zhì)結(jié)器件在高溫、高頻和高功率等惡劣環(huán)境下表現(xiàn)出耐用可靠的光電性能。為了進(jìn)一步調(diào)控優(yōu)化該異質(zhì)結(jié)系統(tǒng)，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)ZnO摻雜鋁元素，改進(jìn)了ZnO納米棒/p-BDD異質(zhì)結(jié)的光致發(fā)光和電學(xué)性質(zhì)。n-Al:ZnO納米棒/p-BDD異質(zhì)結(jié)光致發(fā)光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，且紫外發(fā)射峰出現(xiàn)明顯藍(lán)移。異質(zhì)結(jié)I-V特性曲線表現(xiàn)出較好的整流特性（如圖1所示），在5V下具有838的高整流比，比n-ZnO納米棒/p-BDD異質(zhì)結(jié)的整流比(19.3)高40倍以上。在5V正向偏壓下，正向電流高達(dá)67.5mA，是n-ZnO納米棒/p-BDD異質(zhì)結(jié)的1300倍以上。通過(guò)構(gòu)建能帶結(jié)構(gòu)模型（如圖2所示），探討了該異質(zhì)結(jié)載流子輸運(yùn)行為的物理機(jī)制。本研究工作為未來(lái)耐高溫、高頻等惡劣環(huán)境下金剛石基納米光電器件的開發(fā)提供了新的設(shè)計(jì)和應(yīng)用思路。

     文章鏈接：https://doi.org/10.3390/ijms23073831