ZnO納米棒-聚合物復(fù)合電致發(fā)光器件研究.pdf

1、ZnO是一種Ⅱ-Ⅵ族的直接寬帶隙半導(dǎo)體材料，在發(fā)光二極管、紫外探測(cè)器、傳感器等方面具有很好的應(yīng)用。這些年，ZnO納米棒材料已然成了ZnO材料研發(fā)的新熱點(diǎn)。由于化學(xué)合成法制備的ZnO納米棒存在多種類(lèi)型的缺陷，因此其發(fā)光范圍幾乎覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光區(qū)，從而為構(gòu)筑白光LED提供了可能。
　　本文開(kāi)展了基于ZnO納米棒有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合發(fā)光器件的研究。獲得了以下主要結(jié)果:
　　(1)采用化學(xué)浴沉積方法，不經(jīng)過(guò)任何的退火工藝，在低溫75℃條件下

2、，分別在ITO襯底、Si襯底和柔性PET襯底上生長(zhǎng)出了均一一致的ZnO納米棒陣列。討論了ZnO納米棒的生長(zhǎng)機(jī)理，認(rèn)為ZnO納米棒棒的長(zhǎng)度與溫度具有依賴(lài)關(guān)系，棒長(zhǎng)度隨著溫度升高而變短的現(xiàn)象歸因于溫度的升高使ZnO納米粒子的成核速率高于軸向生長(zhǎng)速率，這時(shí)的ZnO納米粒子以成核為主，從而限制其軸向生長(zhǎng)，軸向長(zhǎng)度變短;實(shí)驗(yàn)獲得了不同襯底下ZnO納米棒生長(zhǎng)的優(yōu)化條件，為后續(xù)器件制備研究打下基礎(chǔ);通過(guò)引入串聯(lián)電阻和陷阱濃度兩個(gè)參數(shù)對(duì)比研究了不同帶隙

3、的p型有機(jī)聚合物對(duì)器件電致發(fā)光性能的影響。結(jié)果顯示，MEH-PPV由于具有與ZnO相匹配的能級(jí)結(jié)構(gòu)以及相對(duì)較高的載流子遷移率，器件的串聯(lián)電阻和陷阱濃度都相對(duì)較低，有效地降低了載流子傳輸過(guò)程中所產(chǎn)生的壓降，其發(fā)光強(qiáng)度最高。
　　(2)制備了p-n-p雙異質(zhì)結(jié)白光器件。ZnO納米材料是一種n型的半導(dǎo)體材料，這種特性導(dǎo)致了其載流子在器件的兩端注入不平衡?；谶@種考慮，我們?cè)陉?yáng)極端引入空穴傳輸型材料PVK，以此來(lái)調(diào)節(jié)空穴的注入。同時(shí)，在陰

4、極端選擇MEH-PPV作為與ZnO納米棒能級(jí)匹配的電子阻擋型材料來(lái)阻擋電子的注入。通過(guò)上述兩個(gè)功能層的共同作用，器件EL光譜顯示獲得了較好的白光發(fā)射，器件的開(kāi)啟電壓也明顯降低。利用器件的電流-電壓特性討論了載流子的傳輸模型。結(jié)果顯示，在低電壓區(qū)和高電壓工作條件下，器件的電流-電壓傳導(dǎo)機(jī)制分別以SCLC模型和TCLC模型為主。結(jié)合器件陷阱濃度的分析認(rèn)為器件整個(gè)發(fā)光行為與陷阱的不斷填充的過(guò)程相關(guān)。
　　(3)制備了基于柔性PET襯底的