近日，物理科學與信息工程學院/山東省光通信科學與技術重點實驗室桑丹丹副教授課題組在金剛石基一維納米金屬氧化物異質結的光電性能研究方面取得重要進展，相關研究成果以“Enhanced Photoluminescence and Electrical Properties of n-Al-Doped ZnO Nanorods/p-B-Doped Diamond Heterojunction”為題發表在國際期刊《International Journal of Molecular Sciences》 (中科院二區Top期刊, 影響因子5.924)。2020級碩士生姚禹為文章第一作者，桑丹丹副教授、王慶林副教授為文章通訊作者，聊城大學為第一通訊單位。該工作得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省高等學校青創人才引育計劃、山東省高等學校青創科技計劃、山東省泰山學者計劃等項目的資助。

       內容與圖文解析 
       ZnO納米材料由于其較低的激光閾值和較高的光學效率，被視為光電應用領域的可行候選材料。近年來，不同p型襯底材料與ZnO納米材料相結合制備的異質結結構被廣泛應用于光電子器件等領域。與硅（Si）、氮化鎵（GaN）等傳統襯底材料相比，摻硼金剛石（BDD）具有高導熱性、寬禁帶（5.47eV）、高擊穿電壓（~107V/cm）、高電子空穴遷移率（2400cm2/(V·s)）、化學穩定性和室溫抗輻射性能等優異性能。因此，將ZnO納米材料與BDD結合形成的異質結器件在高溫、高頻和高功率等惡劣環境下表現出耐用可靠的光電性能。為了進一步調控優化該異質結系統，研究團隊通過對ZnO摻雜鋁元素，改進了ZnO納米棒/p-BDD異質結的光致發光和電學性質。n-Al:ZnO納米棒/p-BDD異質結光致發光強度顯著增強，且紫外發射峰出現明顯藍移。異質結I-V特性曲線表現出較好的整流特性（如圖1所示），在5V下具有838的高整流比，比n-ZnO納米棒/p-BDD異質結的整流比(19.3)高40倍以上。在5V正向偏壓下，正向電流高達67.5mA，是n-ZnO納米棒/p-BDD異質結的1300倍以上。通過構建能帶結構模型（如圖2所示），探討了該異質結載流子輸運行為的物理機制。本研究工作為未來耐高溫、高頻等惡劣環境下金剛石基納米光電器件的開發提供了新的設計和應用思路。

     文章鏈接：https://doi.org/10.3390/ijms23073831