基于p-ZnO:Fe准三维纳米结构/n-GaN异质结的免蓝光橘色LED的研究

白光LED普遍包含蓝光发射，大量应用于电脑显示器、数码电子产品显示屏、手机、电视、甚至汽车车灯、霓虹灯中。但是蓝光会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，而长期暴露在蓝光下也会诱发白内障甚至失明。橘光可以促进淋巴循环，抑制色素分解，可用于治疗过敏性皮肤病，靠近红光的波段可以提高细胞活性促进新陈代谢。此外，免紫外的橘红光能避免紫外线对植物生长的损害，进而促进植物的光合作用。因此，免蓝光的橘色光LED在搭建植物工厂和光治疗方面都具有潜在的应用前景。

武汉光电国家实验室、物理学院教授高义华团队近年来一直致力于基于ZnO一维纳米材料的光电器件研究。团队与材料科学与工程学院翟天佑教授，国家脉冲强磁场中心的韩一波副教授等人合作，利用过渡金属Fe元素对ZnO进行掺杂，通过一步化学气相沉积方法，研制出了免蓝光的橘光p-ZnO:Fe准三维纳米结构/n-GaN异质结LED。通过各种元素分析，场效应晶体管测试，I-V测试，证明Fe成功掺杂ZnO准三维纳米结构并形成p型导电。CL光谱和低温PL（4.65K）光谱分析发现， Fe元素掺杂在ZnO能带中形成稳定的受主能级与深能级。电致发光测试结果表明，该p-ZnO:Fe准三维纳米结构/n-GaN异质结LED，在6-16V工作电压下发射色温稳定在2574K左右的橘色光。

2017年6月14日，该项成果“基于Fe掺杂p-ZnO纳米结构/n-GaN异质结光电二极管的免蓝光橘色发光二极管研究”(Fe-Doped p-ZnO Nanostructures/n-GaN Heterojunction for“Blue-Free”Orange Light-Emitting Diodes)发表在Adv. Opt. Mater (https://doi.org/10.1002/adom.201700146)上。该研究得到了国家自然科学基金(11374110, 11674113和51371085）的资助。

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