李强团队制备出全球首款六方氮化硼同质结深紫外LED芯片，获交大新闻网报道
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发布时间：2025-03-18
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文章标题：李强团队制备出全球首款六方氮化硼同质结深紫外LED芯片，获交大新闻网报道
内容：
近期，西安交通大学电信学部电子学院李强团队，应用LPCVD系统在蓝宝石衬底进行大尺度hBN单晶薄膜的外延生长和掺杂研究。选用蓝宝石衬底直接外延生长大面积连续的hBN薄膜，通过超高温外延生长（~1400 °C）实现了hBN薄膜的高结晶度，随后应用S元素在hBN薄膜内进行了替位掺杂，成功突破了大面积hBN单晶薄膜的n型掺杂，S掺杂浓度达1.21%（图1）。结合Mg掺杂的p型hBN薄膜，制备了基于hBN材料体系的同质PN结，即hBN:S/hBN:Mg同质结。对构建的同质PN结进行PL测试，通过对结果的分析确定了同质结形成后，光生载流子会在内建电场作用下漂移至空间电荷区内，进而发生辐射复合发光，实现了深紫外光（261nm-300nm）的出射。hBN薄膜掺杂的突破，意味着六方氮化硼可以作为深紫外光电器件的主体材料，为后续半导体型更短波段深紫外发光器件的研制提供了一个新的研究方向。
该研究成果以Deep-UV Light-Emitting Based on the hBN:S/hBN:Mg Homojunction为题发表在国际权威期刊《先进科学》(Advanced Science)上，西安交通大学为第一通讯单位。西安交通大学博士生陈冉升和青年教师李强为共同第一作者。西安交通大学李强副教授、中科院半导体所郭亚楠研究员、英国卡迪夫大学Tao Wang教授、西安电子科技大学郝跃院士为共同通讯作者。同时，感谢西安交通大学分析测试共享中心对本工作表征方面的支持。
论文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202414353
详细报道见交大新闻网主页http://news.xjtu.edu.cn/info/1004/219544.htm
图1.(a)hBN薄膜和S掺杂hBN薄膜的光学照片；(b)hBN薄膜的SEM图；(c)S掺杂hBN薄膜的SEM图；(d)XRD图；(e)Raman图；(f)FTIR图
图2.六方氮化硼同质结构与性能表征；(a) hBN:Mg/hBN:S同质结的结构; (b)能带匹配结构；(c) 同质结的I-V曲线，插图为实物照片；
(d) hBN:S薄膜和hBN:Mg/hBN:S同质结的光致发光光谱；(e)同质结的PL发光过程原理示意图。