報(bào)告題目：稀土元素?fù)诫s氧化物半導(dǎo)體發(fā)光材料的開(kāi)發(fā)及其LED應(yīng)用
報(bào)告時(shí)間：2024/03/08周五 15:00-16:00
報(bào)告地點(diǎn)：實(shí)訓(xùn)樓307會(huì)議室
報(bào) 告 人：趙新為 東京理科大學(xué)教授，博導(dǎo)。天津市特聘講座教授，東南大學(xué)特聘教授。1982年天津大學(xué)電子工程系半導(dǎo)體物理與器件專(zhuān)業(yè)畢業(yè)，同年作為清華大學(xué)代招國(guó)家首批出國(guó)研究生，學(xué)習(xí)日語(yǔ)后赴日留學(xué)。1985年獲東京大學(xué)電子工學(xué)碩士學(xué)位，1988年獲東京大學(xué)電子工學(xué)博士學(xué)位。2000年起任教于日本東京理科大學(xué)，現(xiàn)任東京理科大學(xué)理學(xué)部物理學(xué)科教授、博導(dǎo)。2009年受聘為天津市特聘講座教授。趙新為的研究領(lǐng)域包括半導(dǎo)體納米材料與器件、半導(dǎo)體光電、新能源與固態(tài)離子電池等。在國(guó)際重要期刊上已發(fā)表論文200余篇，著有《低維量子器件物理》等專(zhuān)著。納米硅半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的開(kāi)拓者之一，多家專(zhuān)業(yè)雜志編委，國(guó)際學(xué)會(huì)組委。同時(shí)擔(dān)任教育部長(zhǎng)江學(xué)者評(píng)審專(zhuān)家、教育部春暉計(jì)劃支援西部活動(dòng)代表。日本物理學(xué)會(huì)、應(yīng)用物理學(xué)會(huì)、美國(guó)材料學(xué)會(huì)，中國(guó)物理學(xué)會(huì)等會(huì)員。
報(bào)告摘要：稀土摻雜氧化物半導(dǎo)體光學(xué)材料環(huán)境負(fù)荷低，制備設(shè)備要求相對(duì)廉價(jià)，并且可以覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)和近紅外光區(qū)，是半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換材料研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。在氧化物半導(dǎo)體中，稀土離子通常替代金屬原子，被O配位體包圍形成準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的發(fā)光中心，其發(fā)光強(qiáng)度與稀土離子的結(jié)晶對(duì)稱(chēng)性息息相關(guān)。 此項(xiàng)研究選擇 Sm 作為發(fā)光中心，寬禁帶半導(dǎo)體的 TiO2 可以作為 Sm3+ 離子發(fā)光的窗口，最大限度的利用Sm離子的發(fā)光。一般來(lái)講，Sm摻雜的TiO2（TiO2：Sm）薄膜在室溫下會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的紅光和紅外光。本研究通過(guò)脈沖激光濺積法和后退火工藝制備了單相銳鈦礦型TiO2：Sm薄膜?？梢钥吹?，存在一個(gè)清晰的退火溫度窗口，在這個(gè)范圍內(nèi)Sm原子的結(jié)晶配位場(chǎng)由O離子6配位變成4+2配位。并且，在此發(fā)光窗口之間，高阻的TiO2的電子濃度提高了2個(gè)數(shù)量級(jí)，形成一個(gè)室溫下可進(jìn)行電注入的n型半導(dǎo)體材料。我們利用700oC的最佳退火溫度，制備了n+-ITO/TiO2：Sm/p-NiO/p+-Si異質(zhì)結(jié)LED，將LED的發(fā)光光譜與PL和電致發(fā)光測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較，證明了在不同激發(fā)條件下，單一Sm3+發(fā)光中心會(huì)產(chǎn)生相同的紅色輻射，在室溫和較低閾值電壓下實(shí)現(xiàn)紅光LED的制備。
理學(xué)院
2024年3月6日
