報告題目：稀土元素摻雜氧化物半導體發光材料的開發及其LED應用
報告時間：2024/03/08周五 15:00-16:00
報告地點：實訓樓307會議室
報 告 人：趙新為 東京理科大學教授，博導。天津市特聘講座教授，東南大學特聘教授。1982年天津大學電子工程系半導體物理與器件專業畢業，同年作為清華大學代招國家首批出國研究生，學習日語后赴日留學。1985年獲東京大學電子工學碩士學位，1988年獲東京大學電子工學博士學位。2000年起任教于日本東京理科大學，現任東京理科大學理學部物理學科教授、博導。2009年受聘為天津市特聘講座教授。趙新為的研究領域包括半導體納米材料與器件、半導體光電、新能源與固態離子電池等。在國際重要期刊上已發表論文200余篇，著有《低維量子器件物理》等專著。納米硅半導體材料領域的開拓者之一，多家專業雜志編委，國際學會組委。同時擔任教育部長江學者評審專家、教育部春暉計劃支援西部活動代表。日本物理學會、應用物理學會、美國材料學會，中國物理學會等會員。
報告摘要：稀土摻雜氧化物半導體光學材料環境負荷低，制備設備要求相對廉價，并且可以覆蓋整個可見光區和近紅外光區，是半導體光電轉換材料研究的一個重要領域。在氧化物半導體中，稀土離子通常替代金屬原子，被O配位體包圍形成準穩態的發光中心，其發光強度與稀土離子的結晶對稱性息息相關。 此項研究選擇 Sm 作為發光中心，寬禁帶半導體的 TiO2 可以作為 Sm3+ 離子發光的窗口，最大限度的利用Sm離子的發光。一般來講，Sm摻雜的TiO2（TiO2：Sm）薄膜在室溫下會發出強烈的紅光和紅外光。本研究通過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。可以看到，存在一個清晰的退火溫度窗口，在這個范圍內Sm原子的結晶配位場由O離子6配位變成4+2配位。并且，在此發光窗口之間，高阻的TiO2的電子濃度提高了2個數量級，形成一個室溫下可進行電注入的n型半導體材料。我們利用700oC的最佳退火溫度，制備了n+-ITO/TiO2：Sm/p-NiO/p+-Si異質結LED，將LED的發光光譜與PL和電致發光測量結果進行了比較，證明了在不同激發條件下，單一Sm3+發光中心會產生相同的紅色輻射，在室溫和較低閾值電壓下實現紅光LED的制備。
理學院
2024年3月6日
