Laut Medienberichten Taiwan, ist der Silizium-Mikroelektronik-Industrie die am häufigsten verwendeten Material, sondern wegen seiner indirekten Energie-Band (indirekte Bandlücke) wird Lichtausbeute sehr gering. Kürzlich führte die National Taiwan University Department of Materials Science and Engineering, und Professor Yang Zheren Professor Chen Minzhang Forschungsteam, unter Verwendung von n-Typ-Zinkoxid / Siliziumdioxid - Silizium Nano Ceramic - Silica / p-Typ-Si-Substrat (n- ZnO/SiO2-Si nanocrystal-SiO2/p-Si) der Heterostruktur, erfolgreich produzieren hocheffiziente Silizium Leuchtdioden, öffnete nicht-direkten Band Halbleiter in optoelektronischen Anwendungen auf die neuen Möglichkeiten auf.
NTU-Team erstmals von Niederdruck chemische Gasphasenabscheidung (LPCVD) Wachstum in der p-Typ Silizium Silizium Nano-Keramik-Platte, und dann thermische Oxidation (thermische Oxidation) der keramischen Schicht in Siliziumdioxid eingebettet ist. Gefolgt von Atomic Layer Deposition-Verfahren (Atomic Layer Deposition, ALD) Produktion von hochwertigen n-ZnO Filme als transparente leitfähige Schicht, Elektroneninjektionsschicht und kann das Licht Extraktion Effizienz der Anti-Reflex-Schicht zu verbessern. ALD Dünnfilmabscheidung für fortgeschrittene Nanotechnologie zu bilden atomarer Ebene präzise Kontrolle der Schichtdicke und Zusammensetzung, hat auch hohe Uniformität und geringe Defektdichte, großflächige Produktionschargen und die Vorteile von sedimentären und niedrige Temperaturen .
Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen deutlich einen Durchmesser von etwa 24 nm Silizium Nano-Kristallite in der Dicke von etwa 9,2 nm Siliziumdioxid-Schicht eingebettet ist. Elektron und Loch jeweils n-ZnO Filme mit p-Typ-Si-Substrat, Tunnelbau (Tunnel) durch die Siliziumdioxid-Schicht in das Silizium Nano-Kristallite. Aufgrund der Elektron-Loch-Paare werden in einem kleinen Keramik beschränkt, das Siliziumdioxid über die Rolle der keramischen Oberfläche Defekt reparieren wieder so erzeugte Licht Elektron-Loch-Paare mit (Rekombination) stark erhöht die Wahrscheinlichkeit, mit transparenten ZnO Dünnschichten kombiniert Die Anti-Reflex-Effekt und damit eine wesentlich bessere Effizienz von Silizium-Leuchtdioden.
Die Komponenten des Raumes Wen Faguang Spektrum Peak bei der Wellenlänge von 1140 nm, ganz in der Silizium Bandabstand entsprechend der Phononen Träger mit nicht-direkten (Phononen-gestützte indirekte Träger Rekombination) der physikalische Mechanismus schließen. Die Forscher maßen die DC-Strom in das Licht der verschiedenen Leistungsklassen. Diese Komponente bei Raumtemperatur externe Quanteneffizienz so hoch wie 4,3 × 10-4, ist, wenn die Bulk-Silizium-Substrat 100 Mal, Spekulationen über die interne Quanteneffizienz von 10-3, bricht ein indirekter Halbleiter Band Einschränkungen.
Es ist erwähnenswert, dass diese Komponente von Prozess-und Struktur mit der aktuellen VLSI-Technologie vollständig kompatibel ist, können direkt integrierten Schaltungen werden, die in der Gegenwart. Die Ergebnisse dieser Studie ist es, integrierte optische Schaltungen in Verbindung (optische Verbindungstechnik) verwendet erwartet, und optischen integrierten Schaltkreisen (Photonic Integrated Circuits) für High-Performance-Silizium Leuchtdioden benötigt.
