具有石墨烯/铟锑氧化物复合透明电极的GaN发光二极管

摘要

近年来,石墨烯材料由于优异的光电性能获得了广泛关注,并应用于发光二极管的透明电极以取代昂贵的铟锑氧化物(indium tin oxide,ITO)透明电极,但由于石墨烯与p-GaN功函数不匹配,二者很难形成好的欧姆接触,因而造成器件电流扩展差和电压高等问题.本文将ITO薄层作为石墨烯透明电极与p-Ga N间的插入层,以改善石墨烯与p-Ga N层的欧姆接触.所制备的石墨烯透明电极的方块电阻为252.6Ω/□,石墨烯/ITO复合透明电极的方块电阻为70.1Ω/□;石墨烯透明电极与p-Ga N层的比接触电阻率为1.92×10^–2Ω·cm^2,ITO插入之后,其比接触电阻率降低为1.01×10^–4Ω·cm^2;基于石墨烯透明电极的发光二极管(light emitting diode,LED),在20 m A注入电流下,正向电压为4.84 V,而石墨烯/ITO复合透明电极LED正向电压降低至2.80 V,且光输出功率得到提高.这归因于石墨烯/ITO复合透明电极与p-Ga N界面处势垒高度的降低,进而改善了欧姆接触;另外,方块电阻的降低,使得电流扩展均匀性也得到了提高.所采用的复合透明电极减少了ITO的用量,得到了良好的欧姆接触,为LED透明电极提供了一种可行方案.