中文摘要：

ZnO基发光器件在信息、光通信、白光照明及及生物等领域具有广泛的应用前景，是当前半导体材料与器件研究的热点。由于ZnO本征缺陷，p型掺杂困难使得空穴浓度不高以及ZnO的自吸收等，使得目前ZnO基发光器件的发光效率普遍较低。本项目在n-ZnO/p-GaN异质结发光二极管（LEDs）中插入一宽带隙的AlN电子势垒层，AlN势垒层不仅将复合过程限制在n-ZnO一侧；且抑制了在ZnO高温生长过程中界面处GaOx非辐射复合中心的形成，增强了器件的电致发光强度。同时，在n-ZnO/AlN界面插入一层Ag纳米颗粒，利用ZnO中的激子与Ag局域态表面等离激元的耦合作用，加快ZnO近带边辐射跃迁速率，抑制缺陷复合发光及其它非辐射过程，使得器件的电致发光强度增大4.2倍。同时，我们通过氢等离子体处理，使器件电致发光强度提高3倍，且开启电压明显降低。综合这两种方法，我们可以将ZnO基LEDs的电致发光强度提高10倍以上。该项目实施后，发表SCI论文12篇，申请5项发明专利，获授权发明专利2项，培养研究生4名，一人获中科院优秀博士学位论文。本项目成果提供了一条解决ZnO及其它半导体材料低发光效率的可行途径。