基于一维ZnO纳米线的有机—无机杂化结构生长及特性研究

摘要

白光发光二极管(LED)，作为新一代半导体照明光源正在引发一场照明革命。作为一种新型，简便，低成本的直接产生白光的方法，它充分利用了无机材料的高载流子迁移率的特点和有机材料低成本，发光效率高的优势。特别的，近来ZnO纳米棒由于很大的比表面积，量子尺寸效应和可以在任何衬底上自律生长而没有晶格不匹配的问题等优点而得到了越来越多的关注，到目前为止，已经有一些关于实现基于ZnO纳米棒有机-无机异质结电致发光的文章，然而，仅是只有ZnO发光，或是有机层发光。最近从ZnO纳米棒/聚芴有机-无机异质结LEDs得到了明亮的白光电致发光，证实了ZnO纳米棒/聚芴异质结在发展高亮度直接白光发光二极管方面很有前途，
　　在我们最近的研究中，通过优化生长工艺，我们用低温水热法成功的实现了具有很高光学质量，高度取向排列的ZnO纳米棒的可控生长。由于它低温，低成本，无毒操作和环境友好性等优势。低温水热法已经被证明是一种高效的生长ZnO纳米棒的方法，与n型纳米棒形成有机-无机异质结器件的P型聚合物有很多种选择，其中，聚芴(PF)是一种新颖的有前途的蓝光发光材料，拥有很高的发光效率。而且使用聚芴有机物的优势就在于可以用低温方法在大面积衬底上生长ZnO纳米棒，和发展大面积白光发射源的潜力。
　　本论文中，主要研究了在ITO玻璃衬底上生长的有机-无机异质结，其中包含了用低温水热法生长的n型纳米棒(NRs)和用旋涂法制备的p型聚芴(PF)有机薄膜。
　　1.制备了低温水热法生长的ZnO纳米棒/聚芴有机-无机异质结构器件，研究了有无籽晶层对ZnO纳米棒形貌的影响。
　　2.用PL谱分析了有机物的不稳定性，比较和分析了ZnO薄膜或ZnO纳米棒与聚芴形成的异质结构的电学特性;不同前驱溶液浓度条件下生长的ZnO纳米棒的形貌;不同前驱溶液浓度条件下的纳米棒，聚芴(PF)和ITO的透射率，生长在ITO玻璃衬底和聚芴上的ZnO纳米棒光学特性，最终得到了较为理想的p-n异质结结构。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 纳米ZnO结构及性能

1．1．1 纳米ZnO性质

1．1．2 纳米ZnO结构

1．2 光学性能

1．2．1 紫外发光

1．2．2 可见光发光

1．3 其他性能

1．3．1 压电性

1．3．2 气敏性

1．4 ZnO的研究和制备现状

1．4．1 沉淀法

1．4．2 溅射法

1．4．3 溶胶-凝胶法

1．4．4 脉冲激光沉积法(PLD)

1．4．5 喷雾热分解法

1．4．6 水热法

1．5 ZnO纳米材料的应用

1．5．1 ZnO纳米激光器

1．5．2 ZnO纳米阵列场发射阴极

1．5．3 纳米传感器

1．5．4 ZnO纳米发电机

1．6 存在的问题

1．7 论文研究的主要内容及意义

2 水热法生长的ZnO纳米棒／聚芴有机-无机异质结器件的制备与表征

引言

2．1 ZnO纳米棒的生长机理

2．2 ZnO纳米棒／聚芴有机-无机异质结的制备

2．3 ZnO纳米棒／聚芴异质结构器件的表征

2．3．1 X射线衍射(XRD)

2．3．2 光致发光谱(PL)

2．3．3 紫外—可见吸收光谱(UV-vis absorption spectroscopy)

2．3．5 扫描电子显微镜(SEM)

3 结果与分析

3．1 用PL谱分析有机物的不稳定性

3．3 ZnO薄膜或ZnO纳米棒与聚芴形成的异质结构的电学特性比较与分析

3．4 前驱溶液浓度对ZnO纳米棒的形貌的影响

3．5 纳米棒，聚芴(PF)和ITO的透射率比较与分析

3．6 生长在ITO玻璃衬底和聚芴上的ZnO纳米棒光学特性的对比与分析

3．7 本章小结

结论

参考文献

致谢