一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管的制作方法

本实用新型涉及一种发光二极管，尤其涉及一种石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，属于发光二极管领域。

背景技术：

发光二极管以其寿命长、重量轻、体积小和污染低的优点，有望取代日光灯成为第三代照明器件，现在已经被广泛应用到照明，显示等方面。氮化镓作为宽禁带直接带隙半导体，有较大的禁带宽度(3.5eV)十分适合制作短波长发光器件。石墨烯的电子迁移率是硅的100倍，高的电子迁移率有利于提高发光二极管的发光效率；银量子点的表面等离子体增强可大幅提高器件的发光强度。在此基础上，本实用新型提出了石墨烯/银量子点/氮化镓结构，并利用简单工艺实现了所述发光二极管的制备。且该发光二极管正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种亮度高，工艺简单的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，该发光二极管正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光。

本实用新型的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管，其特征在于，自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层、氮化镓层、银量子点层、石墨烯层，在氮化镓层上还设有侧面电极，在石墨烯层上设有正面电极，所述的氮化镓层厚度为2～10μm，为p型多晶材料，所述的银量子点的直径为5～100nm。

上述技术方案中，所述的正面电极为金、钯、银、钛、铬、镍的一种或者几种的复合电极。

所述的侧面电极为镍金电极。

所述的石墨烯的厚度为1-5层。

制备上述的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管的方法，包括如下步骤：

1)在蓝宝石或硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型氮化镓外延层；

2)在步骤1)所得氮化镓片上用电子束蒸发镀膜方法沉积侧面电极，并预留面积；

3)将步骤2)所得氮化镓片进行表面清洗并干燥表面；

4)将银量子点旋涂至步骤3)处理后的氮化镓片的预留面积处；

5)将石墨烯转移至步骤4)制备的银量子点层上；

6)在石墨烯上制作正面电极。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：本实用新型的发光二极管通过独特的结构设计，使得其可以实现双向发光，单个器件可发出多种波长的光，即在正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光，且该发光二极管亮度高；工艺简单，成本低。

附图说明

图1为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管截面图；

图2为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管俯视图；

图3为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管的IV曲线图；

图4为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管在石墨烯接正偏压时的发光谱；

图5为石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管在石墨烯接负偏压时的发光谱。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

参照图1、2，本实用新型的石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管自下而上依次有蓝宝石衬底层或硅衬底层1、p型的氮化镓层2、银量子点层4、石墨烯层5，在氮化镓层2上还设有侧面电极3，在石墨烯层5上设有正面电极6，所述的氮化镓层为p型多晶材料，厚度为2～10μm。图3、4、5分别为本实用新型制得的发光二极管的IV曲线图、石墨烯接正偏压时的发光谱及石墨烯接负偏压时的发光谱，可以看出该发光二极管可以实现双向发光，单个器件可发出多种波长的光，即在正反偏压下均可工作，石墨烯接正电压时发出黄绿光，石墨烯接负电压时发蓝光。

实施例1

1)在蓝宝石衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度2μm；

2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；

3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；

4)将直径100nm银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；

5)将单层石墨烯转移至银量子点上；

6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积银电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。

实施例2

1)在硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度4μm；

2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；

3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；

4)将50nm直径银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；

5)将双层石墨烯转移至银量子点上；

6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积金电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。

实施例3

1)在硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度8μm；

2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；

3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；

4)将10nm直径银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；

5)将三层石墨烯转移至银量子点上；

6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积钛电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。

实施例4

1)在硅衬底上用金属化学气相沉积法生长P型多晶氮化镓外延层,厚度10μm；

2)在氮化镓外延片一侧利用电子束蒸发法沉积镍金电极；

3)将得到的样品依次浸入去离子水，丙酮和异丙醇中进行表面清洗；

4)将5nm直径银量子点匀涂至清洗干净的氮化镓单晶片上；

5)将五层石墨烯转移至银量子点上；

6)在石墨烯上利用热蒸发工艺沉积银电极得到石墨烯/银量子点/氮化镓双向发光二极管。