半导体发光二极管（Light-emitting Diode，LED）具有节能、环保、防震、便携等特点，在显示和照明领域具有非常重要的应用价值。作为第三代半导体的氧化锌（ZnO）材料，具有宽禁带和高激子束缚能的特点，被认为是实现室温下低阈值短波长发光器件的理想材料。
本课题组博士生龙浩、在李颂战博士、莫小明、王皓宁、陈昭博士生等的协助下，同台湾大学冯哲川教授课题组合作，以晶格匹配的p型氮化镓（GaN）作为衬底，制备了ZnO基异质结LED。通过加入HfO2电子阻挡层，提高了发光强度；进一步创新性地引入Ta2O5材料作为空穴阻挡层，形成了非对称的双异质结结构。该结构有效的抑制了载流子从ZnO有源层中溢出，极大地提高了LED电致发光性能。器件经过160小时持续工作后，光衰小于30%。器件寿命在国内外已报道的ZnO发光器件领域，处于较高水平。
该研究成果发表在美国光学学会（OSA）创办管理的光学专业权威期刊《Optics Express》(2014, 22(S3):A833–A841)上。
该工作得到了国家973计划（2011CB933300）、国家自然科学基金（61376013, J1210061）和武汉市科技攻关计划（2013010501010141）的支持。
图（a）ZnO基非对称双异质结LED结构示意图；（b）LED能带结构图；（c）电致发光光谱