报告题目：稀土元素掺杂氧化物半导体发光材料的开发及其LED应用

摘 要：稀土掺杂氧化物半导体光学材料环境负荷低，制备设备要求相对廉价，并且可以覆盖整个可见光区和近红外光区，是半导体光电转换材料研究的一个重要领域。在氧化物半导体中，稀土离子通常替代金属原子，被O配位体包围形成准稳态的发光中心，其发光强度与稀土离子的结晶对称性息息相关。 此项研究选择 Sm 作为发光中心，宽禁带半导体的 TiO2 可以作为 Sm3+ 离子发光的窗口，最大限度的利用Sm离子的发光。一般来讲，Sm掺杂的TiO2（TiO2：Sm）薄膜在室温下会发出强烈的红光和红外光。本研究通过脉冲激光溅积法和后退火工艺制备了单相锐钛矿型TiO₂：Sm薄膜。可以看到，存在一个清晰的退火温度窗口，在这个范围内Sm原子的结晶配位场由O离子6配位变成4+2配位。并且，在此发光窗口之间，高阻的TiO₂的电子浓度提高了2个数量级，形成一个室温下可进行电注入的n型半导体材料。我们利用700^oC的最佳退火温度，制备了n+-ITO/TiO₂：Sm/p-NiO/p⁺-Si异质结LED，将LED的发光光谱与PL和电致发光测量结果进行了比较，证明了在不同激发条件下，单一Sm³⁺发光中心会产生相同的红色辐射，在室温和较低阈值电压下实现红光LED的制备。

报告时间：2024/03/08周五 15:00-16:00

报告地点：实训楼307会议室

报 告 人：赵新为 东京理科大学教授，博导。天津市特聘讲座教授，东南大学特聘教授。1982年天津大学电子工程系半导体物理与器件专业毕业，同年作为清华大学代招国家首批出国研究生，学习日语后赴日留学。1985年获东京大学电子工学硕士学位，1988年获东京大学电子工学博士学位。2000年起任教于日本东京理科大学，现任东京理科大学理学部物理学科教授、博导。2009年受聘为天津市特聘讲座教授。赵新为的研究领域包括半导体纳米材料与器件、半导体光电、新能源与固态离子电池等。在国际重要期刊上已发表论文200余篇，著有《低维量子器件物理》等专著。纳米硅半导体材料领域的开拓者之一，多家专业杂志编委，国际学会组委。同时担任教育部长江学者评审专家、教育部春晖计划支援西部活动代表。日本物理学会、应用物理学会、美国材料学会，中国物理学会等会员。