ZnS/PS复合体系的白光发射研究

摘要

固体白光发光二极管将成为21世纪新一代的节能光源，在照明及全彩显示等领域有巨大的应用价值，可用作液晶显示屏和各种仪器仪表盘的背景光源，因而引起了人们的广泛关注，白光器件的研究也成为发光领域的热点方向之一。本论文根据多孔硅(Porous Si，PS)和ZnS的光致发光特性，拟采用多层膜发光的形式根据三基色叠加的原理实现白光发射。 在阳极氧化法制备的不同孔隙率的多孔硅衬底上用脉冲激光沉积(PLD)法生长ZnS薄膜，X射线衍射仪(XRD)结果表明，ZnS/PS样品都在28.5°附近有一个ZnS的β-ZnS(111)衍射峰，说明ZnS薄膜沿该方向择优取向生长，但衍射峰的半高全宽(FWHM)较大，这主要与衬底多孔硅的粗糙的表面结构有关。扫描电子显微镜(SEM)像显示，由于衬底多孔硅表面的不平整，ZnS薄膜的表面有一些空洞和裂缝。 本论文详细研究了ZnS/PS复合体系的光致发光特性，分析了激发波长、衬底多孔硅的孔隙率、ZnS薄膜的生长温度以及后退火对ZnS/PS复合体系光致发光特性的影响。在适当的条件下，复合体系中ZnS的蓝绿光与多孔硅的红光叠加在一起，在可见光区450nm～700nm形成了一个较宽的光致发光谱带，呈现较强的自光发射。 对ZnS/PS异质结Ⅰ-Ⅴ特性曲线的测量表明，异质结呈现出与普通二极管相似的整流特性，并由此得到了理想因子。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1全固态照明

§1.2多孔硅的结构和发光特性

1.2.1多孔硅的微结构

1.2.2多孔硅的光致发光和发光机制

§1.3 ZnS的结构和发光特性

1.3.1 ZnS的晶体结构和制备方法

1.3.2 ZnS的发光特性

§1.4本论文的主要研究内容与意义

第二章ZnS/PS样品的制备和结构表征

§2.1 ZnS/PS样品制备

2.1.1多孔硅的制备

2.1.2 ZnS薄膜的制备

§2.2 ZnS/PS样品的结构和形貌表征

2.2.1 ZnS/PS样品的XRD分析

2.2.2 ZnS/PS样品的SEM图

§2.3小结

第三章ZnS/PS复合体系的白光发射

§3.1激发波长对ZnS/PS复合体系发光的影响

§3.2衬底孔隙率对ZnS/PS复合体系发光的影响

§3.3 ZnS薄膜生长温度对ZnS/PS复合体系发光的影响

§3.4后退火对ZnS/PS复合体系发光的影响

§3.5小结

第四章ZnS/PS异质结的电学性质

§4.1实验样品的制备

4.1.1背部Al电极的制备

4.1.2多孔硅的制备

4.1.3 ZnS薄膜的制备

4.1.4顶部ITO电极的制备

§4.2 ZnS/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线

§4.3对ZnS/PS异质结电致发光的探索

§4.4小结

全文总结

参考文献

发表的论文及会议交流的论文

致谢