本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體涉及一種能同時(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)與電致發(fā)光的器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，尋找新型大功率光源已成為研究熱點(diǎn)，最常見的如led發(fā)光器件。人們不斷提出新的結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)。如中國(guó)發(fā)明專利cn105742430a提供了一種led外延結(jié)構(gòu),包括襯底,依次層疊形成在所述襯底上的gan成核層、非摻雜gan層、n型gan層、異質(zhì)結(jié)層以及p型gan層;還包括設(shè)置在所述n型gan層與所述異質(zhì)結(jié)層之間的sinx層,所述sinx層形成有若干貫通的納米孔洞。由于sinx層具有納米多孔結(jié)構(gòu),能有效降低異質(zhì)結(jié)層形成的有源區(qū)的位錯(cuò)密度,從而減少有源區(qū)的非輻射復(fù)合中心,提高所述led外延結(jié)構(gòu)的內(nèi)量子效率。另外,原位生長(zhǎng)的具有納米多孔結(jié)構(gòu)的sinx層還能減小光的全反射損失,提高所述led外延結(jié)構(gòu)的出光效率。該方法方法簡(jiǎn)單易實(shí)施,不但工藝成本低,而且能夠有效保證產(chǎn)品良率。
中國(guó)發(fā)明專利cn101950785a提供了一種gan基led管芯p型gan層的結(jié)構(gòu),該gan基led管芯p型gan層的結(jié)構(gòu),是在p型gan層上設(shè)有孔洞,孔洞的底部距離led管芯的量子阱有源區(qū)的距離為10納米-100納米,孔洞內(nèi)填有金屬顆粒,孔洞的洞口處填充有封堵金屬顆粒的透明介質(zhì)膜。本發(fā)明是在p型gan層上帶有納米孔洞,使孔洞里面具有一個(gè)個(gè)的金屬顆粒,在納米尺度范圍植入了金屬顆粒-有源層介質(zhì)異質(zhì)結(jié)構(gòu),形成了納米金屬顆粒與量子阱有源層耦合的介質(zhì)異質(zhì)結(jié)構(gòu),spp與激子的耦合提高了gan基led的發(fā)光效率。
電致發(fā)光是光電領(lǐng)域另一個(gè)重要的問(wèn)題，也是當(dāng)前所有顯示器及顯示技術(shù)的基礎(chǔ)。近幾十年以來(lái)，顯示技術(shù)也在不斷進(jìn)行更新?lián)Q代，人們不斷尋找更低耗、有效的發(fā)光技術(shù)。如中國(guó)發(fā)明專利102394263公開了一種增強(qiáng)n-zno/aln/p-gan發(fā)光二極管的電致發(fā)光性能的方法，該方法是在n-zno/aln/p-gan發(fā)光二極管的n-zno薄膜中插入一層ag納米顆粒，利用ag局域態(tài)表面等離激元與zno近帶邊發(fā)光強(qiáng)的相互耦合作用，來(lái)提高n-zno/aln/p-gan異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管電致發(fā)光性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ag納米顆粒的局域態(tài)表面等離激元共振峰與zno近帶邊發(fā)光峰的位置相近，滿足共振耦合條件，且粗糙的ag納米顆粒的表面有利于等離激元有效耦合成光且能夠明顯提高光的抽取效率。利用本發(fā)明，顯著提高了n-zno/aln/p-gan異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管電致發(fā)光性能。
然而，當(dāng)前，隨著半導(dǎo)體的發(fā)展，能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的器件已經(jīng)非常多，能夠產(chǎn)生電致發(fā)光的器件也非常多，但是，當(dāng)前產(chǎn)生光電效應(yīng)與電致發(fā)光的器件是分立的，尚未出現(xiàn)能夠同時(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)與電致發(fā)光的器件。這種器件將在發(fā)光、顯示等領(lǐng)域產(chǎn)生重大作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：為了制備一種能夠同時(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)與電致發(fā)光的器件，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種異質(zhì)結(jié)納米棒以及由此構(gòu)成的器件及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，上述的異質(zhì)結(jié)納米棒以及由此構(gòu)成的器件的制備方法，包括以下步驟：
第一步，制備異質(zhì)結(jié)納米棒
1.采用cdo粉和磷酸正十八脂溶解在三正辛基氧膦中，合成cd—odpa復(fù)合物；
2.在合適的溫度下注入s與三辛基（top）的混合物，攪拌；
3.注入硒的top溶液；
4.將得到的硫化鎘/硒化鎘納米棒沉淀溶解在氯仿中；
5.將十八烯、油酸和乙酸鋅混合均勻,脫氣、攪拌后，將2毫升的cds/cdse納米棒溶液注入；
6.將反應(yīng)混合物蒸發(fā)、加熱，并在加熱過(guò)程中，將硒的top溶液從頂部慢慢注入到反應(yīng)混合物中，然后冷卻至室溫；由此產(chǎn)生含異質(zhì)結(jié)納米棒的溶液；
7．用氯仿、甲醇的混合溶劑沉淀法純化、離心分離,得到異質(zhì)結(jié)納米棒；
第二步，制備含異質(zhì)結(jié)納米棒的器件
1．將pedot:pss旋涂到ito玻璃襯底上，退火；
2．轉(zhuǎn)移到手套箱中，退火；
3．將tfb：2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對(duì)苯醌的間二甲苯溶液旋鑄在步驟2的退火板上；
4．旋涂異質(zhì)結(jié)納米棒或c／s量子點(diǎn)，隨后退火；
5．旋涂氧化鋅的丁醇溶液，然后退火；
6．將樣品取出手套箱，采用電子束蒸發(fā)沉積al陰極；
7．將該樣品帶回手套箱，采用一個(gè)環(huán)氧玻璃蓋玻片封裝。
作為優(yōu)選，所述al電極的厚度為50-200納米。
上述的異質(zhì)結(jié)納米棒及其器件在顯示、發(fā)光等方面的應(yīng)用。
有益效果：本發(fā)明充分利用了cds/cdse異質(zhì)結(jié)對(duì)材料能帶的調(diào)控作用，以及異質(zhì)結(jié)所具備快速光子運(yùn)輸、聚集、發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明中的異質(zhì)結(jié)納米棒能夠作為電荷分離與合并的中心，因此能夠同時(shí)具備光電效應(yīng)與電致發(fā)光的功能。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用本發(fā)明的方法制備的含異質(zhì)結(jié)納米棒的器件可以同時(shí)具備光電效應(yīng)與電致發(fā)光的功能。也就是說(shuō)，它既可以作為顯示器，又可以作為光源。因此，它可以一方面接收光信號(hào)產(chǎn)生電，又可以接收電信號(hào)產(chǎn)生光。進(jìn)一步，采用一束光可以調(diào)節(jié)其顯示的內(nèi)容，其顯示的內(nèi)容所發(fā)出的光又可以控制另一臺(tái)顯示器顯示的內(nèi)容。如此反復(fù)，可以實(shí)現(xiàn)顯示器之間的交互作用。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的舉例說(shuō)明。
實(shí)施例：
第一步，制備異質(zhì)結(jié)納米棒
1.將0.128克cdo粉和0.668克磷酸正十八脂溶解在2克的三正辛基氧膦（topo）中；
2.在150℃進(jìn)行脫氣30分鐘，然后在氮?dú)鈿夥障录訜岬?70℃,生成cd—odpa復(fù)合物；
3.將16毫克s溶于1.5毫升的三辛基（top）中,混合均勻,將它在370℃快速注入步驟2的產(chǎn)物中；
4.在330℃攪拌20分鐘；
5.將反應(yīng)混合物冷卻到250℃；
6.將20毫克硒溶解在1毫升的top中;然后緩緩加入步驟5的混合物中；
7.10分鐘后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，得到的硫化鎘/硒化鎘納米棒沉淀、再溶解在4毫升氯仿中；
8.將6毫升的十八烯、1.13g油酸和0.184克乙酸鋅混合均勻,在150°c進(jìn)行脫氣30分鐘，然后在250°c在n2氣氛下攪拌1小時(shí)，將2毫升的cds/cdse納米棒溶液注入；
9.將反應(yīng)混合物在60℃經(jīng)過(guò)蒸發(fā)氯仿鋅油酸酯，反應(yīng)混合物加熱至300℃，在加熱過(guò)程中，將20毫克硒溶解在1毫升top中，從頂部慢慢注入到反應(yīng)混合物中，然后冷卻至室溫；由此產(chǎn)生含異質(zhì)結(jié)納米棒的溶液；
10．用氯仿、甲醇的混合溶劑沉淀法純化、離心分離,得到異質(zhì)結(jié)納米棒；
第二步，制備含異質(zhì)結(jié)納米棒的器件
1．將pedot:pss旋涂到ito玻璃襯底上，旋涂速度4000轉(zhuǎn)/分鐘，在120℃中退火5分鐘；
2．轉(zhuǎn)移到手套箱中，在180℃退火20分鐘；
3．將7毫克/毫升的溶液的重量比為5:1的tfb：2,3,5,6-四氟-7,7',8,8'-四氰二甲基對(duì)苯醌的間二甲苯溶液旋鑄在步驟2的退火板上，速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘；
4．旋涂異質(zhì)結(jié)納米棒（60毫克/毫升）或c／s量子點(diǎn)（30毫克/毫升），速度為4000轉(zhuǎn)/分鐘，隨后退火在180℃退火30分鐘；
5．旋涂氧化鋅的丁醇溶液（30毫克/毫升），速度6000轉(zhuǎn)／分鐘，然后在100℃退火30分鐘；
6．將樣品取出手套箱，采用電子束蒸發(fā)沉積100納米厚的al陰極；
7．將該樣品帶回手套箱，采用一個(gè)環(huán)氧玻璃蓋玻片封裝（noa86）。