GaN基白光LED研究的开题报告.docx

CdTe纳米晶/GaN基白光LED研究的开题报告
开题报告
题目：CdTe纳米晶/GaN基白光LED研究
1.研究背景及意义：
白光发光二极管（WhiteLightEmittingDiode，WLED）以其多种优异性能如高亮度、高效率、长寿命、低功耗、无污染等优点而备受关注。其中GaN基黄色或者蓝色LED芯片加入黄色荧光粉或蓝色荧光粉的方法是目前主流的WLED制备方法。但是这种方法的制备工艺较为复杂，荧光粉量的控制难度大，荧光粉效率一直是WLED发展的瓶颈之一。因此，寻找生产工艺简单、效率高、成本低、亮度高的新型WLED制备方法是十分必要的。CdTe纳米晶WLED具有荧光粉耐热性高、寿命长、发光强度大、高颜色还原性等优点。因此，研究CdTe纳米晶/GaN基白光LED制备与性能研究，对于推动WLED技术的发展具有重要的意义。
2.研究内容：
该研究主要围绕CdTe纳米晶WLED研究展开，具体研究内容包括：
1）采用物理气相沉积（PhysicalVaporDeposition，PVD）技术在sapphire衬底上生长GaN基蓝色LED外延结构；
2）通过离子注入技术在GaN基上形成缺陷区域或者掺杂区域，以改变GaN材料的导电性质；
3）通过射频磁控溅射（RadioFrequencyMagnetronSputtering，RFMS）等制备CdTe纳米晶膜层，用于制备发光材料；
4）采用热浸法或其他方法将CdTe纳米晶均匀覆盖在GaN基LED芯片上，制备CdTe纳米晶/GaN基白光LED；
5）通过SEM、XRD、PL等测试手段，研究CdTe纳米晶/GaN基白光LED的物理结构和光电性能，包括发光强度、色温、色坐标、CRI等。
3.研究计划：
研究时间：2022年1月~2023年12月
第一年（2022年1月~2022年12月）：
1）对GaN基蓝色LED外延结构进行一系列制备工艺优化，包括沉积时间、沉积温度等参数的优化，以获得质量较高的LED样品；
2）进行离子注入实验，控制掺杂浓度、注入时间等参数，制备出掺杂均匀的GaN样品；
3）对CdTe纳米晶膜层制备工艺进行优化，包括溅射时间、沉积温度、沉积速率等参数的优化，以获得CdTe纳米晶成膜质量高的样品；
4）通过CdTe纳米晶热浸法制备CdTe纳米晶/GaN基白光LED，初步检测出LED的发光特性。
第二年（2023年1月~2023年12月）：
1）通过SEM观察CdTe纳米晶/GaN基白光LED的物理结构，分析CdTe纳米晶的分布、GaN材料的缺陷区域等结构特征；
2）通过XRD手段分析CdTe纳米晶/GaN基样品的晶体结构，分析样品晶格常数、晶面取向等晶体学特征；
3）通过PL分析CdTe纳米晶/GaN基样品的光电性能，研究样品发出的光的强度、色温、色坐标等重要参数；
4）对CdTe纳米晶/GaN基白光LED的CRI值、寿命等关键参数进行测试和分析。
4.研究预期结果：
该研究预计通过制备CdTe纳米晶/GaN基白光LED，探究发光机理，评估其光电性能，为高品质、低成本的WLED制备提供新思路。预计将获得的成果包括：
1）建立CdTe纳米晶/GaN基白光LED制备工艺，实现CdTe纳米晶的均匀负载和表面掺杂；
2）掌握CdTe纳米晶/GaN基的制备技术和分析方法；
3）对CdTe纳米晶/GaN基白光LED的电学、光学性能进行了分析研究，为理解其发光机理和优化LED发光性能提供了基础；
4）为基于CdTe纳米晶WLED技术的商业化生产提供了技术支持。