一維氧化鋅納米材料的制備及其電致發(fā)光器件的研究.pdf

1、氧化鋅（ZnO）是一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料，它具有較高的激子束縛能（60meV），在紫外及可見光范圍內(nèi)存在多個(gè)由于激子或本征缺陷引起的發(fā)光峰。同時(shí)，ZnO具有優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)特性，優(yōu)良的抗輻射能力，高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，低廉的價(jià)格而且環(huán)保無毒，這些突出的優(yōu)點(diǎn)使ZnO成為一種極有前途的短波長光電功能材料，并引起了研究者廣泛的關(guān)注。本論文中，我們采用相對(duì)簡(jiǎn)單但精心優(yōu)化的制備工藝，制備出能夠應(yīng)用在電致發(fā)光器件中的一維ZnO納米棒。以Zn

2、O納米棒為發(fā)光層，構(gòu)建了ITO/ZnO納米棒/PVK/Al的電致發(fā)光器件，并對(duì)電致發(fā)光器件的發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了深入的探索。
　　首先，我們分別采用模板法和化學(xué)浴沉積法制備了ZnO納米棒陣列。鑒于下一步在電致發(fā)光器件中的應(yīng)用，重點(diǎn)研究了化學(xué)浴沉積法制備ZnO納米棒陣列的條件及不同的生長條件對(duì)ZnO納米棒結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能的影響，并提出了應(yīng)用于電致發(fā)光器件的最佳制備工藝。研究結(jié)果表明：采用化學(xué)浴沉積法在透明的ITO導(dǎo)電玻璃上生長的ZnO納米棒

3、垂直于襯底、分布均勻，尺寸單一性好，具有六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，并且納米棒的直徑和長度均可由實(shí)驗(yàn)條件控制。比起傳統(tǒng)的制備方法，該方法制備的納米棒陣列具有操作簡(jiǎn)單、制備成本低、陣列的質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。
　　其次，我們構(gòu)建了ITO/ZnO納米棒/PVK/Al電致發(fā)光器件。為了更好的分析器件的發(fā)光機(jī)理，我們又分別構(gòu)建了ITO/ZnO/Al和ITO/PVK/Al電致發(fā)光器件進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)其電致發(fā)光器件的I-V曲線以及EL譜做了深入的分析。
　　

4、由于ITO與ZnO之間存在較大的空穴勢(shì)壘，在一定程度上限制了器件的發(fā)光性能。本文首創(chuàng)性地構(gòu)建了ITO/ZnO納米棒/PVK/Al倒置結(jié)構(gòu)的電致發(fā)光器件，有效提高了器件的發(fā)光強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了不通過摻雜的、無p-n結(jié)結(jié)構(gòu)的、發(fā)射白光的ZnO發(fā)光器件。這一器件的發(fā)射光譜中包括了來自ZnO的激子復(fù)合的紫外發(fā)光和較強(qiáng)的ZnO缺陷發(fā)光，它們?cè)诳梢姽鈪^(qū)域的混合導(dǎo)致了白光的出現(xiàn)。
　　在電致發(fā)光譜測(cè)試中，無論是器件的正置結(jié)構(gòu)還是倒置結(jié)構(gòu)，我們都觀察到