피에조포트로닉스

Piezophototronics

피에조 광전자 효과는 압전된 반도체에 압력을 가하여 발생하는 압전위(압전위)를 이용하여 반송파 발생, 수송, 분리를 제어함으로써 발생하는 압전위(압전위)를 이용하여 비중심 대칭 반도체 재료의 압전, 반도체, 광전위 3원 결합 효과이다.광검출기,[1] 태양전지[2], 광전자 다이오드 [3]등 광전자 장치의 성능을 개선하기 위한 금속-반도체 접합부 또는 p-n 접합부에서의 재결합 및/또는 재결합.조지아 공과대학의 종 린 왕 교수는 2010년에 [4][5]이 효과의 기본 원리를 제안했다.

메커니즘

(a) 피에조 전하가 없는 p-n 접합부의 에너지 밴드도(b, c)와 (b) 접합부에 각각 양의 피에조 전하가 있는 에너지 밴드도.빨간색 실선은 압전위를 고려한 밴드 다이어그램입니다.구멍은 피에조전위변형에너지대 때문에 계면에 갇히게 되어 전자공 재결합효율이 향상됩니다.
압전, 광여자 및 반도체 특성 사이의 삼원 결합을 나타내는 개략도.

p형 반도체와 n형 반도체가 접합부를 형성하면 p형 측 구멍과 n형 측 전자가 국소 전계의 균형을 잡기 위해 계면 영역을 중심으로 재배포되는 경향이 있어 전하 고갈층이 생긴다.접합 영역의 전자와 구멍의 확산 및 재조합은 장치의 광전자 특성과 밀접하게 관련되어 있으며, 이는 국지적인 전계 분포에 의해 큰 영향을 받습니다.계면에 피에조 전하가 존재하면 세 가지 효과가 발생한다: 유입된 국소 전위에 의한 국소 전자 밴드 구조의 이동, 압전 반도체 내에 존재하는 분극에 대한 접합 영역에서의 전자 밴드 구조의 기울기, 그리고 레디에 의한 전하 고갈층의 변화로컬 피에조 수지 균형을 맞추기 위해 로컬 전하 캐리어의 분배.접점의 양압전하는 에너지 대역을 낮추고 음압전하는 접점 영역 근처의 n형 반도체 영역에서 에너지 대역을 높입니다.로컬 밴드 by 피에조퍼텐셜의 개조는 트래핑 전하에 효과적일 수 있으므로 전자공 재결합률을 크게 높일 수 있어 발광 다이오드의 효율 향상에 매우 도움이 된다.또한 경사대역은 접점을 향해 이동하는 캐리어의 이동성을 변화시키는 경향이 있다.피에조 포토트로닉스 재료는 압전, 반도체 특성 및 광자 들뜸 특성이라는 세 가지 기본 특성을 가져야 합니다[5].대표적인 재료는 ZnO, GaN 및 InN과 같은 워츠사이트 구조입니다. 압전, 광 들뜸 및 반도체 특성 간의 3방향 결합은 피에조트로닉스(압전-반도체 결합), 피에조토닉스(압전-광전자 결합), 광전자 결합 및 피에조트로닉스(압전-광전자 결합), 피에조트로닉스(piezotonics)의 기초가 됩니다.강의도, 반도체, 광여진)이 커플링의 핵심은 압전 재료에 의해 생성된 압전위에 의존합니다.

레퍼런스

  1. ^ Yang, Qing; Guo, Xin; Wang, Wenhui; Zhang, Yan; Xu, Sheng; Lien, Der Hsien; Wang, Zhong Lin (4 October 2010). "Enhancing Sensitivity of a Single ZnO Micro-/Nanowire Photodetector by Piezo-phototronic Effect" (PDF). ACS Nano. American Chemical Society (ACS). 4 (10): 6285–6291. doi:10.1021/nn1022878. ISSN 1936-0851. PMID 20919691.
  2. ^ Yang, Ya; Guo, Wenxi; Zhang, Yan; Ding, Yong; Wang, Xue; Wang, Zhong Lin (9 November 2011). "Piezotronic Effect on the Output Voltage of P3HT/ZnO Micro/Nanowire Heterojunction Solar Cells" (PDF). Nano Letters. American Chemical Society (ACS). 11 (11): 4812–4817. Bibcode:2011NanoL..11.4812Y. doi:10.1021/nl202648p. ISSN 1530-6984. PMID 21961812.
  3. ^ Yang, Qing; Wang, Wenhui; Xu, Sheng; Wang, Zhong Lin (14 September 2011). "Enhancing Light Emission of ZnO Microwire-Based Diodes by Piezo-Phototronic Effect" (PDF). Nano Letters. American Chemical Society (ACS). 11 (9): 4012–4017. Bibcode:2011NanoL..11.4012Y. doi:10.1021/nl202619d. ISSN 1530-6984. PMID 21823605.
  4. ^ Hu, Youfan; Chang, Yanling; Fei, Peng; Snyder, Robert L.; Wang, Zhong Lin (15 January 2010). "Designing the Electric Transport Characteristics of ZnO Micro/Nanowire Devices by Coupling Piezoelectric and Photoexcitation Effects" (PDF). ACS Nano. American Chemical Society (ACS). 4 (2): 1234–1240. doi:10.1021/nn901805g. ISSN 1936-0851. PMID 20078071.
  5. ^ Wang, Zhong Lin (2010). "Piezopotential gated nanowire devices: Piezotronics and piezo-phototronics" (PDF). Nano Today. Elsevier BV. 5 (6): 540–552. doi:10.1016/j.nantod.2010.10.008. ISSN 1748-0132.