[實(shí)用新型]一種十字錐形量子點(diǎn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721349218.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN207483663U
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊為家;劉銘全;劉俊杰;劉均炎;何鑫;唐秀鳳;曾慶光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 五邑大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/87
• 分類號(hào): C09K11/87;C09K11/64;C09K11/60;B82Y20/00;B82Y40/00;H01L33/06;H01L31/0352
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 丁佳佳

本實(shí)用新型公開了十字錐形量子點(diǎn)，包括由下至上依次排列的襯底和十字錐形量子點(diǎn)。本實(shí)用新型還公開了上述十字錐形量子點(diǎn)的制備方法及應(yīng)用。本實(shí)用新型的制備的十字錐形量子點(diǎn)具有尺寸可控、分布均勻性好等特點(diǎn)，制備方法具有生長(zhǎng)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種十字錐形量子點(diǎn)。

背景技術(shù)

光二極管(LED)作為一種新型固體照明光源和綠色光源，具有體積小、耗電量低、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、高亮度、低熱量以及多彩等突出特點(diǎn)，在室外照明、商業(yè)照明以及裝飾工程等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，在全球氣候變暖問(wèn)題日趨嚴(yán)峻的背景下，節(jié)約能源、減少溫室氣體排放成為全球共同面對(duì)的重要問(wèn)題。以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)，將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要方向。在照明領(lǐng)域，LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，21世紀(jì)將是以LED為代表的新型照明光源的時(shí)代。但是現(xiàn)階段LED的應(yīng)用成本較高，發(fā)光效率較低，這些因素都會(huì)大大限制LED向高效節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。

目前，LED大多是基于GaN半導(dǎo)體材料的。然而，GaN材料由于制造設(shè)備相對(duì)昂貴、資源有限、薄膜外延困難等問(wèn)題限制其持續(xù)性發(fā)展。因此及時(shí)研發(fā)下一代LED半導(dǎo)體材料是十分必要和急迫的。ZnO半導(dǎo)體材料的激子束縛能高達(dá)60meV，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于GaN的(25meV)，有利于實(shí)現(xiàn)室溫下的激光發(fā)射，且具有外延生長(zhǎng)溫度低、成膜性能好、原材料豐富、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，因此ZnO的制備及其器件應(yīng)用研究成為近年來(lái)的熱點(diǎn)，ZnO有望成為GaN的理想替代材料之一。然而，目前的ZnO基器件大都是基于纖鋅礦結(jié)構(gòu)c面ZnO。由于纖鋅礦結(jié)構(gòu) ZnO沿c軸方向缺乏對(duì)稱反演中心，正負(fù)離子中心不重合而導(dǎo)致強(qiáng)的內(nèi)建電場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生量子限制斯塔克效應(yīng)(QCSE)，降低電子和空穴的復(fù)合效率，最終損害器件的性能^[4]。而有效解決這一問(wèn)題的途徑就是發(fā)展非極性ZnO，即a面ZnO(11-20)和m面ZnO(10-10)以及立方ZnO。由于ZnO材料高濃度p型摻雜困難，目前非極性ZnO基LED大多是基于異質(zhì)結(jié)構(gòu)。然而，非極性ZnO異質(zhì)結(jié)LED的發(fā)光效率較低，極大地限制了它的發(fā)展。為了促進(jìn)非極性ZnO的發(fā)展，采用一種簡(jiǎn)單而高效的方法提高非極性ZnO異質(zhì)結(jié)LED的性能顯得極為重要。而在 ZnO基LED中引入金屬量子點(diǎn)(ZnO量子點(diǎn)LED)，是一種提高LED性能的較好的解決方案。金屬量子點(diǎn)具有局域表面等離子體激元增強(qiáng)效應(yīng)，可以有效提高載流子的復(fù)合效率，進(jìn)而大幅提高器件的性能(～10％)。因此，研發(fā)非極性ZnO量子點(diǎn)LED具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

然而目前應(yīng)用在LED的金屬量子點(diǎn)大部分是提前制備好，之后采用旋轉(zhuǎn)涂覆的方法進(jìn)入 LED結(jié)構(gòu)或者是通過(guò)水熱法制備在納米柱上。這些方法工藝復(fù)雜，工序連續(xù)性差，且不利于工業(yè)化生產(chǎn)。由此看來(lái)，要實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)LED的產(chǎn)業(yè)化，通過(guò)外延的方法實(shí)現(xiàn)金屬量子點(diǎn)的可控制備是十分必要的。此外，在外延中，金屬量子點(diǎn)很有可能起到催化劑的作用，使外延的結(jié)果朝著納米柱發(fā)展，而不是預(yù)期的薄膜，且金屬量子點(diǎn)也會(huì)消失。這個(gè)問(wèn)題在量子點(diǎn)LED 外延生長(zhǎng)也是應(yīng)當(dāng)避免的。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可用于 LED、LD、APD等領(lǐng)域的十字錐形量子點(diǎn)，其具有尺寸可控、分布均勻性好的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種十字錐形量子點(diǎn)為金屬十字錐形量子點(diǎn)或者金屬氧化物十字錐形量子點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述十字錐形量子點(diǎn)包括由下至上依次排列的襯底和金屬十字錐形量子點(diǎn)或者金屬氧化物十字錐形量子點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述十字錐形量子點(diǎn)的直徑為300-950nm，高度為50-500nm。

優(yōu)選地，所述襯底包括Si、NiO、藍(lán)寶石或摻釔氧化鋯，可作為量子點(diǎn)襯底的材質(zhì)都適用于本實(shí)用新型。