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臺(tái)灣科學(xué)家研制出氧化鋅白光LED 前景光明

2009-11-16 12:04:50 來源：大比特資訊

臺(tái)灣的科學(xué)家最近以氧化鋅(ZnO)/藍(lán)光有機(jī)材料復(fù)合薄膜，制作出白光發(fā)光二極管(LED)。他們利用水熱法(hydrothermal method)，成功地在藍(lán)光有機(jī)發(fā)光薄膜上生長(zhǎng)無機(jī)ZnO納米柱(nanorod)陣列。此技術(shù)有別于傳統(tǒng)LED的外延生長(zhǎng)制作方式，不僅方法簡(jiǎn)單且全程低溫，對(duì)于未來發(fā)展白光光源極具吸引力。

　　一般白光發(fā)光二極管可分為無機(jī)及有機(jī)兩類。過去無機(jī)白光發(fā)光組件的制作需考慮材料晶格匹配的問題，且需要高真空高溫的制程設(shè)備，因此制造成本高昂；而有機(jī)白光發(fā)光組件在白光材料的開發(fā)上需要昂貴且復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，若是由三層RGB有機(jī)材料所組成的白光組件，還需顧慮到各層材料發(fā)光強(qiáng)度及壽命不一致的問題。

發(fā)光的納米復(fù)合材料

　　臺(tái)灣大學(xué)光電所林清富教授與其博士生李俊育，利用低溫的溶液制程技術(shù)，將n型無機(jī)ZnO納米柱陣列與p型藍(lán)光有機(jī)材料成功整合成pn型白光發(fā)光二極管，此無機(jī)/有機(jī)復(fù)合薄膜同時(shí)具備ZnO高載子遷移率的優(yōu)點(diǎn)，以及有機(jī)材料高熒光效率與可大面積制作的好處，沒有不同材料晶格匹配的問題，也不需使用昂貴的真空與高溫設(shè)備。

　　根據(jù)林清富教授實(shí)驗(yàn)室的研究，ZnO納米柱在成長(zhǎng)過程中會(huì)與有機(jī)薄膜產(chǎn)生鍵結(jié)，并生成Zn(OH)2，此為造成氧化鋅表面發(fā)光的來源，因此當(dāng)組件被施加偏壓時(shí)，電子空穴對(duì)很容易在ZnO納米柱表面/有機(jī)分子接口之間復(fù)合，產(chǎn)生涵蓋大量氧化鋅表面缺陷發(fā)光波長(zhǎng)與藍(lán)光有機(jī)材料發(fā)光波長(zhǎng)的光子，因而得到白光。

　　該團(tuán)隊(duì)利用傅利葉紅外光譜儀(Fourier-Transform Infrared Spectrometer， FTIR)觀察發(fā)現(xiàn)，上述以水熱法制作的ZnO/藍(lán)光有機(jī)材料復(fù)合薄膜的頻譜在氫氧基對(duì)應(yīng)的3410 cm-1處有強(qiáng)烈的峰值，證明此復(fù)合薄膜確實(shí)含有大量的Zn(OH)2。

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