ZnO納米棒-聚合物復合電致發(fā)光器件研究.pdf

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

2、，分別在ITO襯底、Si襯底和柔性PET襯底上生長出了均一一致的ZnO納米棒陣列。討論了ZnO納米棒的生長機理，認為ZnO納米棒棒的長度與溫度具有依賴關(guān)系，棒長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速率，這時的ZnO納米粒子以成核為主，從而限制其軸向生長，軸向長度變短;實驗獲得了不同襯底下ZnO納米棒生長的優(yōu)化條件，為后續(xù)器件制備研究打下基礎;通過引入串聯(lián)電阻和陷阱濃度兩個參數(shù)對比研究了不同帶隙

3、的p型有機聚合物對器件電致發(fā)光性能的影響。結(jié)果顯示，MEH-PPV由于具有與ZnO相匹配的能級結(jié)構(gòu)以及相對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較低，有效地降低了載流子傳輸過程中所產(chǎn)生的壓降，其發(fā)光強度最高。
　　(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型的半導體材料，這種特性導致了其載流子在器件的兩端注入不平衡?；谶@種考慮，我們在陽極端引入空穴傳輸型材料PVK，以此來調(diào)節(jié)空穴的注入。同時，在陰

4、極端選擇MEH-PPV作為與ZnO納米棒能級匹配的電子阻擋型材料來阻擋電子的注入。通過上述兩個功能層的共同作用，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-電壓傳導機制分別以SCLC模型和TCLC模型為主。結(jié)合器件陷阱濃度的分析認為器件整個發(fā)光行為與陷阱的不斷填充的過程相關(guān)。
　　(3)制備了基于柔性PET襯底的