2017年11月1日，第十四屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇在北京·順義·首都機(jī)場(chǎng)希爾頓酒店隆重開幕。本次論壇由由北京市順義區(qū)人民政府、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）和國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）主辦，中關(guān)村科技園區(qū)順義園管理委員會(huì)、北京半導(dǎo)體照明科技促進(jìn)中心、北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司承辦，得到了科技部、發(fā)改委、國標(biāo)委和北京市科委等主管部門的大力支持。會(huì)期兩天半，期間舉行全體大會(huì)2場(chǎng)，技術(shù)分會(huì)16場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)峰會(huì)3場(chǎng)，專題分會(huì)或活動(dòng)7場(chǎng)，來自美國、英國、德國、意大利、香港、臺(tái)灣等國家或地區(qū)的百余名半導(dǎo)體相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)技術(shù)專家擔(dān)任演講嘉賓。
在2日下午，由東旭光電科技股份有限公司、湖州明朔光電科技有限公司協(xié)辦的新型顯示與照明技術(shù)分會(huì)場(chǎng)火爆，重量級(jí)前沿報(bào)告應(yīng)接不暇。其中來自瑞典查爾姆斯理工大學(xué)副教授Jie SUN帶來了關(guān)于GaN光電器件CVD石墨烯透明電極研究進(jìn)展，讓與會(huì)代表拍手稱贊！
石墨烯傳統(tǒng)上是通過石墨機(jī)械剝落制備的，且大面積單層石墨烯的制備很有挑戰(zhàn)性。為此，化學(xué)氣相沉積（CVD）在過渡金屬上石墨烯最近被發(fā)展。自2009年以來，在Chalmers我們已經(jīng)在金屬箔（Cu，Pt，Ta等）上生長了單層石墨烯，在硅襯底上蒸鍍了金屬薄膜.9-9 CH4或C2H2作為反應(yīng)物，石墨烯通過商業(yè)直冷式Aixtron系統(tǒng)生長。通過濕化學(xué)法蝕刻銅或更環(huán)保的電化學(xué)氣泡分層，石墨烯可以轉(zhuǎn)移到其他基底，如SiO2 / Si。通過場(chǎng)效應(yīng)和霍爾效應(yīng)測(cè)試，電子和空穴的載流子遷移率約為3000 cm2 /（Vs）。一些器件顯示出遷移率為?5000 cm2 /（Vs）。
Jie SUN教授表示，我們?cè)谧鰺o金屬催化劑時(shí)，直接用CVD法在絕緣子上生長石墨烯。沉積的石墨烯是納米晶體、面積大且均勻。盡管與催化石墨烯相比，其遷移率（40 cm2 /（Vs））較低，但其透明度（97%）和電導(dǎo)率（1-幾kΩ/□無有意摻雜）與標(biāo)準(zhǔn)石墨烯相似，使得無轉(zhuǎn)印石墨烯非常有望應(yīng)用于透明電子器件和分子電子學(xué)。石墨烯可以在耐高溫的任意電介質(zhì)上生長。我們提出了一種新型的非催化CVD（與金屬上的催化石墨烯CVD相對(duì)）的機(jī)理來解釋我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。催化和非催化的石墨烯都可以懸浮，有希望用于納米機(jī)電系統(tǒng)（NEMS）。
同時(shí)，Jie SUN教授還介紹了CVD石墨烯發(fā)現(xiàn)其在GaN基光電子學(xué)中的應(yīng)用。GaN化合物廣泛用于發(fā)光二極管（LED），光譜覆蓋黃色到紫外線光。我們首先研究了用CVD生長的石墨烯作為懸浮透明電極的有序和密集的GaN發(fā)光納米棒。作為氧化銦錫（ITO）的替代品，石墨烯避免了復(fù)雜的加工，填補(bǔ)納米棒和隨后的表面平整之間的間隙，并提供高導(dǎo)電性改善載流子注入。與傳統(tǒng)的平面GaN - 石墨烯二極管相比，制造的器件的光輸出功率提高了32％，這主要是由于發(fā)光面積擴(kuò)大了很多。
然而，盡管石墨烯具有良好的導(dǎo)電性和透明性，但是由于其與GaN費(fèi)米能級(jí)的失配，它們的電接觸不是歐姆的，導(dǎo)致器件在實(shí)際應(yīng)用中不能承受高工作電壓。為了進(jìn)一步了解此問題，CVD石墨烯用在（平面）GaN LED上作為透明電極，其中7-10nm的ITO接觸層插入在石墨烯和p-GaN之間以增強(qiáng)空穴注入.，此器件具有正向電壓和透明的特點(diǎn)，相比于使用傳統(tǒng)240nm ITO的器件具有更好的紫外線性能。這一結(jié)果表明，導(dǎo)通電壓的問題確實(shí)歸因于差的石墨烯-GaN接觸，這可以通過插入薄的ITO中間層來解決。
然而，由于銦資源稀缺，ITO夾層解決方案不可持續(xù)。因此，我們建議通過CVD直接在GaN上沉積石墨烯。在高溫和高真空CVD室中生產(chǎn)石墨烯-GaN界面，從而改善電性能。此外，可以通過石墨烯的原位摻雜，其將進(jìn)一步調(diào)節(jié)費(fèi)米能級(jí)以匹配p-GaN。而且，這是一種可重現(xiàn)和可擴(kuò)展的技術(shù)，擺脫了與CVD石墨烯復(fù)雜轉(zhuǎn)移過程相關(guān)的所有不確定性和不可復(fù)制性。本文將介紹一些關(guān)于直接生長方法的初步結(jié)果并且表明其在GaN光電子學(xué)實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中的前景光明。
