ZnO纳米晶、纳米棒的制备及其电致发光特性的研究

摘要

本文采用湿化学制备手段,通过对材料合理的分子设计和结构与性能关系的研究,获得了一些重要的研究成果,为氧化锌电致发光特性的研究和半导体纳米激光器的进一步研制提供了技术基础.本文的重点是研究不同纳米结构下氧化锌的电致发光(Electroluminescence,EL)特性,我们选择了以介孔前驱体退火而制得的氧化锌纳米晶颗粒和氧化锌纳米棒两种发光样品.首先,分别以十八胺(ODA)和F-127为模板剂,采用溶剂抽提的方法,在温和条件下制备了ZnS介孔前驱体.制备过程中借助简单的离子之间的反应合成ZnS介孔材料,与传统的利用自由基作为反应中间体的方法相比,此种方法避免了自由基反应对特殊仪器的要求,且采用离子反应的方法所得的硫化锌介孔材料具有更大的比表面积和孔径分布.采用ODA和F-127为模板剂得到的介孔材料的比表面积分别为223m<'2>/g和233m<'2>/g,孔径大小分别为3.8nm和4.9nm.此种方法反应过程易控、反应环境温和、并具有较好的可重复性,有可能应用于其它半导体介孔材料的合成和制备中.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

§1.1宽禁带半导体

§1.2 ZnO基半导体材料的物理特性

§1.2.1 ZnO的晶格特性

§1.2.2 ZnO的量子效应

§1.2.3 ZnO的发光特性及光电装置

§1.2.4 ZnO基材料的其他物理特性

§1.3 ZnO基材料的制备

§1.3.1制备ZnO的途径及方法

§1.3.2掺杂

§1.4电致发光原理

§1.4.1定义及发展

§1.4.2电致发光分类

§1.4.3电致发光的物理原理

§1.4.4电致发光的能带理论

§1.4.5电场在电致发光中的作用

§1.5存在的问题及本研究的目的

参考文献

第二章介孔前驱体的制备

§2.1前言

§2.2实验部分

§2.2.1试剂与原料

§2.2.2制备

§2.2.3表征

§2.3结果和讨论

§2.3.1比表面及孔径分布

§2.3.2透射电子显微分析

§2.3.3 X射线衍射分析

§2.3.4傅立叶红外光谱分析

§2.3.5热失重分析

§2.4介孔结构形成机理

§2.5结论

参考文献

第三章ZnO纳米棒的制备

§3.1前言

§3.1.1 ZnO纳米棒的制备方法

§3.2实验部分

§3.2.1试剂与原料

§3.2.2制备

§3.2.3表征

§3.3结果与讨论

§3.3.1 X射线衍射分析

§3.3.2光学显微分析

§3.3.3扫描电子显微分析

§3.4结论

参考文献

第四章电致发光测试

§4.1引言

§4.2电致发光粉体的制备

§4.2.1由介孔前驱体制备ZnO电致发光材料

§4.2.2 ZnO纳米棒电致发光材料

§4.3表征

§4.4器件的组装

§4.5结果与讨论

§4.5.1 X射线衍射分析

§4.5.2傅立叶红外光谱分析

§4.5.3电致发光测试

§4.5.4衰减曲线

§4.5.5 ZnO纳米棒的电致发光特性

§4.6本章小结

参考文献

第五章全文总结

§5.1所做的主要工作和技术创新点

§5.2今后相关研究的设想

攻读硕士学位期间完成的论文与专利

致谢

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