Nano Energy：发光二极管中石墨烯的应用——直接在钨金属电极上生长GaN
金属具有高导电性和良好的导热性，并且适当的微结构化时，也可以是柔性的，在金属上生长高质量无机半导体为多样化的高性能光电子器件发展提供了有效途径。由于缺乏半导体和金属之间的外延关系以及热膨胀系数的严重不匹配，在金属电极上直接生长高质量无机膜的技术有待提高。
近日，韩国蔚山国家科学技术研究院 Gyu-Chul Yi等使用微图案化的石墨烯做GaN和钨（W）的中间层，在钨（W）金属电极上选择性的生长GaN微结构，并证明了其作为发光二极管（LED）的实用性。相关研究以“GaN microstructure light-emitting diodes directly fabricated on tungsten-metal electrodes using a micro-patterned graphene interlayer”为题，发表在《Nano Energy》上。
将厘米尺寸的石墨烯层转移到金属钨上，然后使用常规光刻把石墨烯进一步图案化成几微米尺寸的石墨烯微点的规则阵列，在图案化的石墨烯上生长GaN。石墨烯微点作为种子层，用于选择性地生长无裂缝GaN微结构，这种微结构具有规则直径和间距。每个微结构的微观形态显示表明其结构是由横向外延过生长（ELOG）得到的单晶相。
观察到生长的GaN微盘和底层W膜之间的欧姆行为，从而促进了LED微阵列的制备。使用下面的钨层作为欧姆接触，制造了p-n结GaN微盘LED，由三个周期的InxGa1-xN / GaN多量子阱组成。在微盘上观察到均匀的电致发光。为高性能和高分辨率LED的精简制造找到了新方法。
文章亮点
·通过控制石墨烯种子层的图案化，直接在W电极上制造相应的GaN微盘。
·W上的石墨烯用作选择性生长无裂缝GaN微盘的种子层。
·观察到生长的GaN微盘与下面的W膜之间的欧姆行为。
·在GaN微盘LED上观察到稳定且均匀的电致发光。
DOI:10.1016/j.nanoen.2019.03.040