由于具有從可見光到紅外區域的寬發射光譜可調諧特性，近紅外發光材料和器件，尤其是近紅外相幹光源愈來愈受到人們的關注，被廣泛應用于農業、夜視、環境監測、生物技術、軍事偵察等領域。目前學界常用基于窄禁帶半導體來構築近紅外光源并取得了重大進展，但其缺點是需要複雜而昂貴的制備工藝，特别是在低維的近紅外光源研發上更加困難。而ZnO作為一種直接帶隙寬禁帶（Eg~3.37eV）半導體材料，具有大的激子結合能（60meV），且生長工藝手段豐富、價格低廉、對襯底要求不大，可以作為很好的半導體上遊材料。近年來，研究初步表明，ZnO在構建低維異質結構光電子器件領域具有潛在價值。近期，應用物理系本科生張芙芃同學在該研究方向取得新成果，并以第一作者在JCR二區發表學術論文。

    本研究工作依托阚彩俠教授課題組（光電功能材料、器件與物理課題組）平台，在實驗上采用化學氣相輸運沉積實驗方法合成了ZnO:Ga微米帶，結合p型GaAs襯底構建了n-ZnO:Ga微米帶/p-GaAs異質結。該異質結發光二極管器件可以在近紅外波長880nm處發射，光譜半高寬約為55nm。從其電緻發光光譜可以看出：光譜由一系列窄的發光峰疊加組成，且可以獲得長波範圍模式間距展寬現象，表明了微米帶近紅外LED中可以發生較強的光-物質相互作用，實現了電驅動操作下的激子-極化耦合。實驗上制備的單根ZnO:Ga微米帶擁有較高的結晶質量，其橫截面構築的Fabry-Perot光學諧振腔能夠對發光器件釋放的光子形成一定的選擇機制，進一步為器件中激子和光子的耦合相互作用提供了諧振腔。通過角分辨電緻發光測量的反交叉行為證明了這種的激子-極化強耦合，并估算了相應的拉比分裂能，即激子-光子耦合強度約為109 meV。實驗結果為在室溫下實現電驅動激子-極化發光二極管提供了可能，也為實現具有低成本、超低阈值的相幹光源的制備邁出了有希望的一步。

    該工作近日以“Electrically driven single microribbon based near-infrared exciton-polariton light-emitting diode”為題發表在國際期刊CrystEngComm上，影響因子3.117。姜明明研究員為該文章通訊作者，應用物理系本科生張芙芃（學号：081830113）為本文的第一作者。

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