據(jù)臺灣媒體報道,臺灣的科學(xué)家最近以氧化鋅(ZnO)/藍光有機材料復(fù)合薄膜,制作出白光發(fā)光二極管(LED)。他們利用水熱法 (hydrothermal method),成功地在藍光有機發(fā)光薄膜上成長無機ZnO納米柱(nanorod)數(shù)組。此技術(shù)有別于傳統(tǒng)LED的外延制作方式,不僅方法簡單且全程低溫,對于未來發(fā)展白光光源極具吸引力。

　　一般白光發(fā)光二極管可分為無機及有機兩類。過去無機白光發(fā)光組件的制作需考慮材料晶格匹配的問題,且需要高真空高溫的制程設(shè)備,因此制造成本高昂;而有機白光發(fā)光組件在白光材料的開發(fā)上需要昂貴且復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),若是由三層RGB有機材料所組成的白光組件,還需顧慮到各層材料發(fā)光強度及壽命不一致的問題。

　　臺灣大學(xué)光電所林清富教授與其博士生李俊育,利用低溫的溶液制程技術(shù),將n型無機ZnO納米柱數(shù)組與p型藍光有機材料成功整合成pn型白光發(fā)光二極管,此無機/有機復(fù)合薄膜同時具備ZnO高載子遷移率的優(yōu)點,以及有機材料高熒光效率與可大面積制作的好處,沒有不同材料晶格匹配的問題,也不需使用昂貴的真空與高溫設(shè)備。

　　根據(jù)林清富教授實驗室的研究,ZnO納米柱在成長過程中會與有機薄膜產(chǎn)生鍵結(jié),并生成Zn(OH)2,此為造成氧化鋅表面發(fā)光的來源,因此當(dāng)組件被施加偏壓時,電子電洞對很容易在ZnO納米柱表面/有機分子接口之間復(fù)合,產(chǎn)生涵蓋大量氧化鋅表面缺陷發(fā)光波長與藍光有機材料發(fā)光波長的光子,因而得到白光。

　　該團隊利用傅利葉紅外光譜儀(Fourier-Transform Infrared Spectrometer, FTIR)觀察發(fā)現(xiàn),上述以水熱法制作的ZnO/藍光有機材料復(fù)合薄膜的頻譜在氫氧基對應(yīng)的3410 cm-1處有強烈的峰值,證明此復(fù)合薄膜確實含有大量的Zn(OH)2。