ZnO納米顆粒薄膜與有機聚合物材料復(fù)合電致發(fā)光研究.pdf

1、作為一種寬禁帶的半導(dǎo)體材料，ZnO因其穩(wěn)定的理化性質(zhì)和優(yōu)異的光電性能受到人們越來越多的關(guān)注。ZnO具備發(fā)射藍光、紫外光的條件優(yōu)勢，在短波長發(fā)光二極管、高密度存儲等領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分誘人。然而，P型ZnO的制備困難始終是限制ZnO紫外電致發(fā)光研究進展的一個瓶頸。近年來，隨著有機半導(dǎo)體的快速發(fā)展和ZnO納米結(jié)構(gòu)的不斷豐富，許多課題組利用ZnO納米陣列與有機材料來制備有機無機復(fù)合電致發(fā)光器件。本課題組利用水浴法合成的ZnO納米棒陣列與有機物聚

2、合物MEH-PPV復(fù)合，實現(xiàn)了ZnO的近紫外電致發(fā)光。然而，水浴法生長的ZnO納米棒陣列存在陣列表面不整齊，納米棒頂端的MEH-PPV有機層容易被擊穿，器件穩(wěn)定性不高等問題。針對以上問題，本人采用溶膠-凝膠法，制備了ZnO納米顆粒薄膜與有機聚合物材料復(fù)合的ZnO電致發(fā)光二極管，實現(xiàn)了ZnO的近紫外電致發(fā)光，并對其發(fā)光機理進行了研究。
　　首先，采用溶膠-凝膠法制備了ZnO納米顆粒薄膜，并研究了ZnO納米顆粒薄膜的制備條件和光電性能

3、。在ITO上采用溶膠-凝膠法制備出了粒徑比較均勻、表面比較平整的ZnO納米顆粒薄膜。SEM表征顯示，ZnO納米顆粒粒徑約30nm，均勻分布，納米顆粒薄膜表面平整。這樣有利于采用旋涂法在納米顆粒薄膜表面制備均勻無針孔的有機薄膜。光致發(fā)光光譜表明，ZnO納米顆粒薄膜的光致發(fā)光中心在393nm附近，來源于ZnO的帶邊激子發(fā)射，且缺陷發(fā)光較弱，這樣有利于實現(xiàn)ZnO納米顆粒薄膜器件的近紫外電致發(fā)光。
　　其次，制備了ZnO納米顆粒薄膜/ME

4、H-PPV異質(zhì)結(jié)的近紫外電致發(fā)光二極管，并研究了有機層與ZnO納米顆粒薄膜厚度變化對該結(jié)構(gòu)器件電致發(fā)光性能的影響。采用旋涂的方法在ZnO納米顆粒薄膜表面制備了MEH-PPV有機層，構(gòu)造出結(jié)構(gòu)為ITO/ZnO納米顆粒薄膜/MEH-PPV/LiF/Al的器件。實驗結(jié)果表明，以3500r/min的轉(zhuǎn)速旋涂有機層制備的器件能夠得到較強的ZnO近紫外電致發(fā)光，且MEH-PPV發(fā)光很微弱。當(dāng)ZnO納米顆粒薄膜厚度約為60nm時，所制備的器件穩(wěn)定性較