信息科技发展要求以比现在远为更高的速度处理远为更大容量的信息，光子代替电子作为信息载体和微电子与微光子相结合是必然趋势。硅是微电子学的理想材料，如果硅基高效率电致发光和电泵激光问题得以解决，则硅也是微光电子学的理想材料。本项目拟深入研究三种硅基电致发光和电泵激光材料体系中一些关键性问题。这三种体系是：1.纳米硅／纳米氧化硅体系；2.硅为阳极兼作衬底的有机半导体体系；3.纳米化合物半导体／硅异质结。关键问题为：在这三个体系中优化电致发光和电泵激光结构及谐振腔；在第一体系中有效利用零维和一维纳米硅；在第二体系中优化硅阳极和出光阴极；在第三体系中优化纳米化合物半导体和异质结结构; 如何利用Foster和Dexter能量转移来提高电致发光效率等。研究在这些体系中实现高效率电致发光和电泵激光的途径。 2100433B

电致发光亦称电场发光（Electroluminescence，EL），是指电流通过物质时或物质处于强电场下发光的现象，在消费品生产中有时被称为冷光。电致发光物料有：掺杂了铜和银的硫化锌、蓝色钻石（含硼）、砷化镓等。目前电致发光的研究方向主要为有机材料的应用，已有的应用为电致发光显示器（ELD）。

聚合物发光材料多为单一载流子传输占优势型材料，因此实现器件中阴极电子流和阳极空穴流的平衡，是得到高效率电致发光的最有效的途径之一。本项目拟利用无机纳米材料的高载流子迁移率和化学稳定等优良特性，通过设计新型无机纳米材料/聚合物异质器件结构，来提高少子迁移率或者减少多子的注入，以促进电致发光器件中载流子电流的平衡，最终实现高效率的电致发光。方案一：对于Si阳极器件，使用高电子迁移率的无机纳米材料（如ZnS、n-TiO2）做电子传输层，提高电子电流。同时，调节Si的电阻率来控制空穴注入，以平衡电子和空穴电流，最大限度地提高发光效率。方案二：对于ITO阳极器件，一方面选择功函数稍高于ITO功函数的无机纳米材料（如ZnS、ZnO、TiO2），形成空穴注入势垒，适当降低空穴电流；另一方面使用高电子迁移率的无机纳米材料做电子传输层，来提高电子电流；以期电子电流与空穴电流达到平衡，实现高效率电致发光。