近日，我院董林教授、单崇新教授与中科院长春光机所研究人员合作，在氧化锌基半导体的电泵浦激光器件方面取得新进展，相关成果在线发表于国际权威期刊《先进材料》（影响因子：18.960）（Piezophototronic-Effect-Enhanced Electrically Pumped Lasing, Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201602832）。

氧化锌（ZnO）是一种直接带隙宽禁带半导体材料，其激子束缚能高达60 meV，是实现短波长激子型电致发光和低阈值受激发射的理想材料。此外，ZnO还具有压电系数大、容易形成丰富的纳米结构等特点。因此，围绕ZnO基纳米材料、电致发光和激光器件的研究是近年来半导体领域的前沿和热点之一。前期研究中，人们已通过多种方法实现了ZnO基激子型发光和低阈值受激发射。然而，如何调控ZnO中的载流子有效注入与复合，降低受激发射阈值，提高器件性能，仍然ZnO基光电器件走向应用所面临的主要问题。

我院董林教授、单崇新教授与中科院长春光机所研究人员合作，构建了n-ZnO NWs/MgO/p-GaN结构的纳米线激光二极管器件，利用MgO介电层调控器件中的载流子输运使之在ZnO中复合发光，并利用压电光电子学效应促进ZnO纳米线的异质结区域产生正的压电势，导致其价带和导带向下弯曲，促进电子在ZnO纳米线中的聚集，提高了电子与空穴的复合速率，从而提高了器件的发光效率。同时，利用ZnO大的压电系数，在器件上施加压力，激光输出功率增强了4.96倍，受激发射阈值电压从48 V降至20 V。该工作同时利用了ZnO材料激子结合能大易于实现激光、容易形成纳米结构易于施加应力、压电系数高易于实现显著压电光电子学效应等显著特点，第一次将压电光电子学效用于改善激光器件的性能，有望为极性半导体激光器件性能提升找到有效途径，同时也有望开启压电光电子学效应在半导体激光领域的新应用。

该工作得到了国家杰出青年基金、国家自然科学基金委、中组部万人计划青年拔尖人才等项目的支持。