ZnSe为发光层的蓝绿光薄膜电致发光器件的发光性能

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第４期　半导体学报　Ｖｏ１．２９　ＮＯ．４　２００８年４月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ　Ａｐｒ．，２００８　ＺｎＳｅ为发光层的蓝绿光薄膜电致发光器件的发光性能＊　姜薇薇　赵谡玲　张福俊　徐　征　（１北京交通大学光电子技术研究所，北京　１０００４４）　（２发光与光信息技术教育部重点实验室，北京　１０００４４）　摘要：采用具有电子加速能力的ＳｉＯ。代替传统夹层结构中的绝缘层，利用电子束蒸发的方法制备了结构为ＩＴＯ／ＳｉＯｚ／　ＺｎＳｅ／ＳｉＯ：／Ａｌ的电致发光器件，观察到了传统央层结构所没有的ＺｎＳｅ层电致发光．测量了器件的电致发光光谱及总发光　强度随着驱动电压及驱动频率的变化关系．讨论了器件的发光机理，认为是初电子经过ＳｉＯｚ层加速，获得较高能量，然后　碰撞ＺｎＳｅ分子，将其价带的电子激发到导带，再跃迂回价带或缺陷能级与空穴复合发光．由于这种发光方式类似于阴极射　线发光，只不过电子在固体中而不是真空中加速，所以称之为固态阴极射线发光．这种机理为实现蓝色电致发光提供了新　的途径．　关键词：ＺｎＳｅ；蓝色发光；电致发光；固态阴极射线发光　ＰＡＣＣ：７８６０Ｆ　中图分类号：０４８２．３　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３－４１７７（２００８）０４－０７５４－０３　１　引言　激光二极管和半导体发光二极管还非常不成熟．为了实　现其蓝光发射．人们对其他结构的器件（如ＭＩＳ结构、　无机薄膜电致发光在平板显示技术中占有非常重　异质结等）作了很多研究．　要的地位　］．它有很多优点，如主动发光、响应快、视角　本文采用电子束沉积方法制备了分层优化结构的　宽、工作温度宽和高对比度等．目前，红光和绿光无机　ＺｎＳｅ电致发光器件，观察到了传统夹层结构中所未能　ＴＦＥＬ器件已经得到了很好的发展，并且在市场上已经　出现的蓝色电致发光，并对发光机理进行了探讨．同时　有了相应的产品　。　．但蓝光问题始终没有很好地解决，　研究了驱动电压和频率对器件发光性能的影响．　严重妨碍了无机电致发光薄膜在全色显示方面的应用．　要解决这个问题，必须既要考虑材料，也要考虑结构．　２　实验　１９８９年，徐叙墙提出了分层优化方案　一一，其主导思想　ＳｉＯ　，ＺｎＳｅ薄膜均采用电子束蒸发设备沉积在　是将场致发光期间的电子分级加速、逐步倍增，最后才　ＩＴＯ导电玻璃衬底上，沉积过程中系统真空度为１．３３　激发发光．从激发机理上看，传统无机电致发光结构器　Ｘ　１０　Ｐａ，沉积速率为０．１ｎｍ／ｓ，衬底温度为１５０℃．其　件存在一定的弊端，即电子加速、倍增和碰撞激发都在　中，两层ＳｉＯ２膜厚均为ｌＯＯｎｍ，ＺｎＳｅ层厚度为２００ｎｍ．　同一区域内进行，影响了过热电子能量的提高．而分层　Ａｌ电极是用热蒸发的方法蒸镀的，厚度为１５０ｎｍ．　优化方案将电子的加速与碰撞激发发光中心的过程分　器件结构如图１所示．器件的电致发光光谱是用Ｓｐｅｘ　开，再根据需要分层优化．电子先在加速层中加速、倍　Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ一３光谱仪在室温下测量所得　增，然后进入发光层碰撞激发发光中心．这种结构保证　ｌ　了更多的较高能量的过热电子进入发光层，并在其中进　Ａｌ　一步加速，以提高激发发光中心的过热电子的能量．更　易于激发能量较高的能级，使获得蓝色发光更容易．分　ＳｉＯ，　Ａ　Ｃ　层优化方案使用了非发光层的半导体特性，而非其绝缘　ＺｎＳｅ　特性．将这种分层优化思想用于有机电致发光，发现了　Ｓｉｏ．　固态类阴极射线（ＳＳＣＬ）发光．这种现象在以Ａｌｑ。，　ＰＰＶ，ＭＮ．ＰＰＶ，Ｃ。．ＰＰＶ，ＭＥＨ．ＰＰＶ为发光层的器件　ＩＴ０　中均被观察到　”ｊ．　Ｇｌａｓｓ　而ＺｎＳｅ作为一种重要的Ⅱ．Ⅵ族半导体材料，具有　较宽的直接带隙、低声子能、好的载流子传输特性等很　图１器件结构图　Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　多优点．但由于自补偿的原因，目前蓝色发光的ＺｎＳｅ　＊国家高技术研究发展计划（批准号：２００６ＡＡ０３Ｚ０４１２），国家自然科学基金（批准号：６０５７６０１６，１０４３４０３０），北京市自然科学基金（批准号：２０７３０３０），国　家厦点基础研究发展规划（批准号：２００３ｃＢ３１４７Ｏ７）资助项目　十通信作者．Ｅｍａｉｌ：ｓｌｚｈａｏ＠ｂｊｔｕ　ｅｄｕ．Ｃｒｌ，ｒｏｓｅｊｉａｎｇｗｅｉ＠１２６．ｃｏｍ　２００７—０９．２０收到，２００７—１０－１９定稿　⑥２００８中国电子学会　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　姜薇薇等：　ＺｎＳｅ为发光层的蓝绿光薄膜电致发光器件的发光性能　７５５　图２器件的电致发光光谱　Ｆｉｇ．２　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　３结果与讨论　３．１器件的电致发光光谱　器件的电致发光光谱如图２所示．从图中可以看到　有两个发光峰，分别位于４４４和５６０ｎｍ．４４４ｎｍ的发光　峰基本与ＺｎＳｅ的带隙相当，被认为其来源于ＺｎＳｅ的　带边发射．ＺｎＳｅ的缺陷能级一般包括Ｚｎ离子和ｓｅ离　子的空位、问隙离子缺陷或其他杂质缺陷．ｓｅ空位形成　一种双施主能级，而Ｚｎ空位是一种受主型缺陷．刚生　长成的ＺｎＳｅ晶体电阻率一般都较高，这是由于在晶体　．生长过程中产生了大量的Ｚｎ空位引起的．如果在熔融　的Ｚｎ中提纯２４ｈ，补偿Ｚｎ空位，即产生大量ｓｅ空位，　而Ｓｅ空位形成施主能级，这样其电阻率大大降低．Ｐｈｉｌ　认为非掺杂ＺｎＳｅ可以形成Ｐ型传导ｌ＿１　，而本文实验中　的ＺｎＳｅ恰为新生长的ＺｎＳｅ晶体，因此发光层中必然　有Ｚｎ空位，所以５６０ｎｍ的发光峰应为导带电子与Ｚｎ　空位所俘获空穴的复合发光．此外，为了证明这两个发　光峰均来自ＺｎＳｅ，还制备了单层的ＳｉＯ　发光器件，在　相同测试条件下并未观察到发光．　３．２器件的发光机理　实验中使用ＳｉＯ　半导体薄膜取代传统的绝缘层，　例如，Ｔａ　Ｏ　，ＢａＴｉＯ。和ＰｂＴｉＯ。．由于ＳｉＯ　的介电常数　￣ＺｎＳｅ的低，所以分配在此层上的电压大，而发光层　Ｆｉ．　ｇ・３　Ｒｅｌ图：５ａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｄｒｉＯ００Ｈ　下驱　压与要　发光强置　系　Ｖｅｎ　Ｖ。ｌｔａｇｅ　ａｎｄ　ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｉ．　ｎ。　ｔｅ　ｎｓｉｔｙ　ｕｎｄｅｒ　５０００Ｈｚ　。图４　８０Ｖ下驱动频率与器件发光强度的关系　Ｆｉｇ．４　Ｒｅｌａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｄｒｉｖｅｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｉｎ－　ｔｅｎｓｉｔｙ　ｕｎｄｅｒ　８０Ｖ　ＺｎＳｅ上的电压相对较小．这样，电子在进入发光层之　前，先在ｓｉｏ　层加速、倍增，获得更高能量，成为过热电　子．这些过热电子所具有的能量足够碰撞激发ＺｎＳｅ分　子，使得ＺｎＳｅ价带中的电子被激发到导带，再跃迁回价　带或与空位缺陷复合而发光．由于这种发光与真空阴极　射线发光机理相似，都是由于电子的动能引起的碰撞激　发或离化，只不过电子的加速过程发生在固体中，而不是　真空中，因此这种发光现象可称为固态类阴极射线发光．　为了证实器件的发光机理，遂研究了器件的发光强　度随着驱动电压和驱动频率的变化情况．图３为　５０００Ｈｚ时测量得到的器件总发光强度随驱动电压的变　化曲线．从图中可以看出，器件的启亮电压为４０Ｖ，当频　率不变时，随着驱动电压的升高，器件总发光强度也增　加，这可从一定程度上说明过热电子能量随驱动电压增　加．图４为８０Ｖ时测量得到的器件总发光强度随驱动　频率的变化曲线．当保持驱动电压不变时，随着驱动频　率的增加，器件总发光强度也增加．发光强度是单位时　间内发光次数的累加，所以当频率增加，则电子碰撞发　光中心的次数增加，即发光次数增加，最终导致器件发　光强度增加．　对于传统的无机电致发光器件，随着驱动电压的增　加，过热电子平均能量逐步提高，所以短波长的发光强　度应该增加得更快，但本实验的结果却并非如此．图５　是器件的４４４和５６０ｎｍ两个发光峰的发光积分强度比　与驱动电压的关系．从中看出，双峰的发光积分强度比　图５双峰发光积分强度比与驱动电压的关系手、　“凸州。ｂ且“刀、　Ｆｉ‘　。’ｇ．５　　Ｒｅ　‘‘　ｌａ　ｔ　ｉ。ｎ　ｂｅ　ｔｗ　ｅｅ　　ｎｉｎ　ｔｅ　ｇｒａ　ｌ　ｌｕ　ｍ　ｉｎｅ　ｓｃｅ　ｎ　ｃ　ｅｉｎｔｅｎｓｉ………。ｔｙ　。ｆ‘　ｄｏｕｂｌｅ　ｐｅａｋｓ　ａｎｄ　ｄｒｉｖｅｎ　ｖｏｌｔａｇｅ　维普资讯 http://www.cqvip.com ７５６　半导体学［２］　报　第２９卷　基本不随电压的变化而改变．这说明蓝光和绿光两个跃　迁过程的上能级相同。当电子在ＳｉＯ。层中加速后碰撞　ＺｎＳｅ分子，使其价带的电子被激发到导带，而导带电子　Ｋｏｂａｙａｓｈｉ　Ｈ，Ｔａｎａｋａ　Ｓ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ａｎｄ　ｆｕｔｕｒｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｅｌｅｃ—　ｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙ，１９９６，４（３）：１５７　［３］　Ｇｏｄｌｅｗｓｋｉ　Ｍ，Ｌｅｓｋｅｌａ　Ｍ．Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｏｆ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ—ａｃｔｉｖａｔｅｄ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｃｒｉｔ—　向下跃迁时，回到不同的能级发出不同波长的光．当电　子直接回到价带，发出蓝光；而当电子跃迁到Ｚｎ空位　能级时，即得到绿光．这样，当改变驱动电压或频率时，　只改变了被激发到导带上的电子数目，却改变不了电子　从导带向不同能级跃迁的几率，因此双峰的发光积分强　度比不随电压改变而变化．　［４］　［５］　ｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ　ｉｎ　Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９４，１９：１９９　Ｘｕ　Ｘｕｒｏｎｇ．Ａｔｔｅｍｐｔ　ａｔ　ｔｈｅ　ｔｈｉｒｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．　Ａｃｔａ　Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，１９９０，１７０：１３３　Ｘｕ　Ｘｕｒｏｎｇ，Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ，Ｔｅｎｇ　Ｆｅｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉ—　ｎｅｓｃｅｎｃｅ（ＣＬ－ｌｉｋｅ）ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｍｏｌｅｃｕｌｅ．Ｃｈｉｎ　Ｊ　Ｌｕｍｉｎ，２００３，２４　（６）：５５３　［６］　Ｘｕ　Ｘｕｒｏｎｇ，Ｌｅｉ　Ｇａｎｇ，Ｓｈｅｎ　Ｍｅｎｇｙａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｔｒｉａｌ　ｏｆ　ｔｈｉｒｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．Ｊ　Ｃｒｙｓｔ　Ｇｒｏｗｔｈ，１９９０，１０１：　１００４　４　结论　本文采用具有电子加速能力的ＳｉＯ。代替传统夹层　结构中的绝缘层，利用电子束蒸发的方法制备了结构为　ＩＴＯ／Ｓｉ０　／ｚｎＳｅ／ＳｉＯ　／Ａｌ的电致发光器件，观察到了　传统夹层结构所没有的ＺｎＳｅ层电致发光．器件的启亮　电压为４０Ｖ，电致发光强度随着驱动电压及驱动频率的　增加而增加．器件的电致发光光谱中有两个发光峰，分　别位于４４４和５６０ｎｍ，前者属于ＺｎＳｅ的带间跃迁，后　者是由于ＺｎＳｅ层中的缺陷引起的．双峰的发光积分强　度比基本不随电压的变化而改变，这说明二者跃迁过程　的上能级相同．讨论了器件的发光机理，认为是初电子　经过ＳｉＯ　层加速，获得较高能量，然后碰撞ＺｎＳｅ分子，　将其价带的电子激发到导带，再跃迁回价带或缺陷能级　与空穴复合发光．由于这种发光方式类似于阴极射线发　光，只不过电子在固体中而不是真空中加速，所以称之　为固态阴极射线发光．这种机理为实现蓝色电致发光提　供了新的途径．　参考文献　［１］Ｏｎｏ　Ｙ　Ａ．Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　ｄｉｓｐｌａｙｓ．Ｗｏｒｄ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｓｉｎｇａ．　ｐｏｒｅ，１９９５　　Ｇａｎｇ，Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ，Ｘｕ　Ｘｕｒｏｎｇ．ＥＬ　ｄｅｖｉｃｅ　ｏｆ　ｓｐａｔｉａｌ　ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ　［７］　Ｌｅｉｏｆ　ｃａｒｒｉｅｒ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ．Ｊ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．１９９１．４８／　４９：８８１　［８］　Ｘｕ　Ｘｕｒｏｎｇ，Ｌｅｉ　Ｇａｎｇ，Ｓｈｅｎ　Ｍｅｎｇｙａｎ．Ｔｈｅ　ａｔｔｅｍｐｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｉｒｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　１９９１，１：６２（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）［徐叙珞，雷刚，申猛燕．第三代场致发光的　尝试．自然科学进展，１９９１，１：６２］　ｕｌａｉ，Ｙａｎｇ　Ｘｉａｏｈｕｉ，ｅｔ　ａｌ　Ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕ．　［９］　Ｘｕ　Ｘｕｒｏｎｇ，Ｘｕ　Ｘｉｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ａｎｄ　ｃｏ．ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｅｘｃｉｔａ．　ｔｉｏｎ　ｉｎ　ＥＬ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ－ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｃｈｉｎ　Ｊ　Ｌｕｍｉｎ，２０００，２１：　２８５　ｕｌａｉ，Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ，Ｈｏｕ　Ｙａｎｂｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｒｅｃｔ　ｉｎｔｅｒｂａｎｄ　ｔｒａｎｓｉ．　［１０］　Ｘｕ　Ｘｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｒｉｓ－（８－ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍｓ．Ｊ　Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ，２００１，８９：１０８２　　ａ１．Ｗｈｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｂａｎｄ　ｍｏｄｅｌ　［１１］　Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ，Ｑｕ　Ｃｈｏｎｇ，Ｔｅｎｇ　Ｆｅｎｇ，ｅｔｎｏｔ　ｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｏｒｙ　ｔｏ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｔｈｅｏｒｙ　ｉｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓ－　ｃｅｎｃｅ．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，２００５，８６：０６１９１１　Ｅ１２］　Ｑｕ　Ｃｈｏｎｇ，Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ，Ｔｅｎｇ　Ｆｅｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｃｓｃｅｎｃｅ　ｏｆ　ＰＰＶ．Ｃｈｉｎ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，２００３，２０：１１４４　　ａ１．Ｏｒｉｇｉｎ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　［１３］　Ｑｕ　Ｃｈｏｎｇ，Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ，Ｔｅｎｇ　Ｆｅｎｇ，ｅｔｏｆ　ｂｌｕｅ　ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｏｆ　ＭＥＨ．　ＰＰＶ．Ｃｈｉｎ　Ｐｈｙｓ　Ｌｅｔｔ，２００４，２１：５５２　Ｙ　Ｓ　Ｐ－ｔｙｐｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｕｎｄｏｐｅｄ　ＺｎＳｅ．Ａｐｐｌ　Ｐｈｙｓ　［１４］　Ｙｕ　Ｐ　Ｗ，Ｐａｒｋ　Ｌｅｔｔ，１９７３，２２：３４５　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ａ　Ｂｌｕｅ－Ｇｒｅｅｎ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ＺｎＳｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｙｅｒ　Ｊｉａｎｇ　Ｗｅｉｗｅｉ　～，Ｚｈａｏ　Ｓｕｌｉｎｇ　，　，Ｚｈａｎｇ　Ｆｕｊｕｎ　～，ａｎｄ　Ｘｕ　Ｚｈｅｎｇ　，　（１　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４４，Ｃｈｉｎａ）　（２　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　ｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｄｅｖｉｃｅ　ｗｉｔｈ　ａ　ＩＴＯ／Ｓｉ０２／ＺｎＳｅ／ＳｉＯ２／Ａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｗａｓ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｂｙ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｂｅａｍ　ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ．Ｂｌｕｅ．ｇｒｅｅｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉ—　ｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｏｆ　ＺｎＳｅ　ｆｉｌｍ，ｗｈｉｃｈ　ｄｏｅｓ　ｎｏｔ　ａｐｐｅａｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｓａｎｄｗｉｃｈ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ａｐ—　ｐｌｉｅｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ａｎｄ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ　ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｉｔ　ｉｓ　ｔｈｏｕｇｈｔ　ｔｈａｔ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ　ａｒｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＳｉＯ２　ｌａｙｅｒ　ｗｈｅｒｅ　ｔｈｅｙ　ｏｂｔａｉｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｂｏｍｂａｒｄ　ｔｈｅ　ＺｎＳｅ　ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ．Ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖａｌｅｎｃｅ　ｂａｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＺｎＳｅ　ａｒｅ　ｅｘｃｉｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｂａｎｄ．Ｔｈｅ　ｅｘｃｉｔｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ　ｔｒａｎｓｉｔ　ｂａｃｋ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｖａｌａｎｃｅ　ｂａｎｄ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｅｎｅｒｇｙ　ｌｅｖｅｌ　ａｎｄ　ｇｉｖｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｉｓ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｓ　ｃａｌｌｅｄ　ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｏｌｉｄ　ｂｕｔ　ｎｏｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｖａｃｕｕｍ．Ｔｈｉｓ　ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｎｅｗ　ｗａｙ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｂｌｕｅ　ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＺｎＳｅ；ｂｌｕｅ；ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；ｓｏｌｉｄ　ｓｔａｔｅ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ＰＡＣＣ　１　７８６０Ｆ　Ａｒｔｉｃｌｅ　ＩＤ：０２５３—４１７７（２００８）０４—０７５４—０３　＊Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｈｉｇｈ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２００６ＡＡ０３Ｚ０４１２），ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉ－　ｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｎｏｓ　６０５７６０１６，１０４３４０３０），ｔｈｅ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｅｉｊｉｎｇ（Ｎｏ．２０７３０３０），ｔｈｅ　Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒａｍ　ｆｏｒ　Ｂａｓｉｃ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（Ｎｏ．２Ｏ０３ＣＢ３１４７Ｏ７）　十Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ．Ｅｍａｉｌ：ｓｌｚｈａｏ＠ｂｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ，ｒｏｓｅｊｉａｎｇｗｅｉ＠１２６．ｃｏｍ　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　２０　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ　２００７，ｒｅｖｉｓｅｄ　ｍａｎｕｓｃｒｉｐｔ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　１９　Ｏｃｔｏｂｅｒ　２００７　⑥２００８　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ