[发明专利]用于发光装置的波长转换材料

说明书

本发明的实施例包括一种发光结构，其包括InxZnyP核以及置于该核的表面上的壳，其中0<y/x<10，并且其中该核包括合金，该合金包括In和Zn二者，其中壳的晶格常数和与核的晶格常数之间的差异相对于壳的晶格常数小于1%。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2015年10月27日提交的美国临时专利申请No.62/247,086的优先权。美国临时专利申请No.62/247,086被结合到本文中。

背景技术

包括发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔激光二极管（VCSEL）和边发射激光器在内的半导体发光装置位于目前可获得的最高效的光源之列。在能够跨可见光谱操作的高亮度发光装置的制造中，目前受关注的材料系统包括Ⅲ-Ⅴ族半导体，尤其是镓、铝、铟和氮的二元、三元和四元合金，它们也被称作Ⅲ族氮化物材料。典型地，Ⅲ族氮化物发光装置通过金属有机气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其他外延技术，通过在蓝宝石、碳化硅、Ⅲ族氮化物或其他合适的衬底上外延生长不同组分和不同掺杂浓度的半导体层的叠层来制造。该叠层经常包括在衬底上形成的掺杂有例如Si的一个或多个n型层、在一个或多个n型层上形成的处于有源区的一个或多个发光层、以及在有源区上形成的掺杂有例如Mg的一个或多个p型层。电接触在n型区和p型区上形成。

诸如LED的发光装置经常与波长转换材料组合。胶体半导体纳米晶（NC）（也被称作量子点（QD））由于它们独特的光学和电学属性而在若干领域（可再生能源、光电子和生物医学装置）吸引了大量关注。特别地，因为QD由于其窄带发射而可以增强整体LED效率以及可以产生高品质白光，QD被视为针对一般照明取代当前LED中的磷光体（尤其是红色磷光体）的合适候选。

附图说明

图1图示了具有不同Zn²⁺浓度的闪锌矿In_xZn_yP NC的X射线衍射（XRD）图案。

图2图示了作为反应中加入的Zn²⁺的量的函数的、经由ICP-AES元素分析和X射线光电子能谱（XPS）测量的Zn/In比率。

图3图示了作为Zn²⁺浓度的函数的、In_xZn_yP纳米晶的晶格常数。

图4是LED的截面图。

图5是具有与LED直接接触的波长转换结构的装置的截面图。

图6是具有靠近LED的波长转换结构的装置的截面图。

图7是具有与LED间隔开的波长转换结构的装置的截面图。

图8A、8B和8C分别图示了核-壳、巨大核-壳和非对称核-壳量子点。

图9A图示了具有不同Zn²⁺浓度的In_xZn_yP QD的归一化吸收和归一化PL谱。图9B是作为通过ICP(OES)分析得到的Zn/In摩尔比率的函数的、吸收和PL发射波长的λ,max(nm)的图。图9C是作为通过ICP（OES）分析得到的Zn/In摩尔比率的函数的、In_xZn_yP QD的PL QY(%)的图。

图10是具有Zn/In：2.8的In_xZn_yP核和In_xZn_yP/ZnSe_0.51S_0.49核-壳的吸收（左）和PL发射（右）的图。