C60與聚合物PVK表面界面光電荷轉(zhuǎn)移研究.pdf

1、富勒烯家族由于其特殊的籠狀高度對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)和隨后發(fā)現(xiàn)的優(yōu)異的受電子能力，及其穩(wěn)定性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于具有光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移特性新型光電材料的開(kāi)發(fā)。相對(duì)于很多電子給體，C60可以作為光敏電子接受體;對(duì)于有機(jī)光電功能材料，由于其特有的柔性特征，價(jià)格低廉，在柔性的器件研究當(dāng)中具有重要的科學(xué)意義和研究?jī)r(jià)值。其中PVK（聚乙烯基咔唑）是一種廣為人知的空穴導(dǎo)電材料，在與C60復(fù)合體系當(dāng)中，始終是作為電子施主存在的。對(duì)于這種給-受體復(fù)合薄膜，p-n異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)

2、存在的電荷轉(zhuǎn)移的研究是至關(guān)重要的。具有高的光電荷轉(zhuǎn)移效率也是人們考慮利用太陽(yáng)能的首要因素。
　　在本論文中，通過(guò)旋涂和熱蒸發(fā)的制樣方法將兩種材料以不同的方式結(jié)合，從而形成體相異質(zhì)結(jié)和給-受體雙層結(jié)構(gòu)，并利用掃描探針顯微鏡、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)、表面光電壓測(cè)試及半導(dǎo)體測(cè)量系統(tǒng)等測(cè)試手段對(duì)實(shí)驗(yàn)中所得樣品做形貌分析、吸收光譜及光電行為的測(cè)試，證明了兩種材料無(wú)論形成何種方式的異質(zhì)結(jié)均存在良好的光電行為。本論文主要涉及以下三方

3、面工作:
　　1.聚合物PVK及PVK與C60復(fù)合時(shí)旋涂成膜條件研究
　　探究了在不同轉(zhuǎn)速條件及低濃度和高濃度條件下具有良好成膜性的聚合物PVK的最佳成膜轉(zhuǎn)速，接下來(lái)研究PVK與C60復(fù)合時(shí)的最佳成膜轉(zhuǎn)速，并研究了不同條件對(duì)復(fù)合材料成膜的影響。而掃描探針顯微鏡表征結(jié)果直觀反映了材料的形貌變化情況，采用紫外可見(jiàn)吸收光譜說(shuō)明PVK與C60混合后在選定的旋涂條件下兩種材料均存在于復(fù)合薄膜中。
　　2.旋涂法PVK與C60表面

4、界面光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移研究
　　通過(guò)對(duì)PVK與C60在以不同比例混合復(fù)合的薄膜材料的熒光測(cè)試與PVK本體材料所得薄膜進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)PVK與C60的摩爾比為2∶1時(shí)存在較大的熒光強(qiáng)度降低的現(xiàn)象，因此，選取該樣品進(jìn)行表面光電壓測(cè)試，在320nm～540 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)出現(xiàn)光電壓信號(hào);多種測(cè)試結(jié)果表明在二者共混形成體相異質(zhì)結(jié)時(shí)存在良好的光電導(dǎo)現(xiàn)象，直觀表現(xiàn):Ⅳ測(cè)試時(shí)加紫外光源時(shí)的電流相對(duì)于暗態(tài)時(shí)電流有了近3個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。同時(shí)，

5、使用旋涂的手段將兩種材料形成給-受體雙層結(jié)構(gòu)，對(duì)樣品做形貌表征、吸收測(cè)試、熒光表征、表面光電壓測(cè)試以及C-AFM測(cè)試，形貌與吸收光譜證明在旋有PVK薄膜的上面可以旋涂上C60，同時(shí)樣品有熒光淬滅現(xiàn)象的發(fā)生，表面光電壓測(cè)試結(jié)果表明給-受體雙層結(jié)構(gòu)材料間有一定的光電壓信號(hào)，C-AFM直觀顯示在加光狀態(tài)下電流相對(duì)暗態(tài)出現(xiàn)提升，充分說(shuō)明給-受體雙層結(jié)構(gòu)的材料間發(fā)生了光電荷轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。
　　3.PVK與C60給受體雙層結(jié)構(gòu)光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移研究