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半导体纳米晶的制备及其在电致发光器件中的应用

作　者: 熊莎
导　师: 黄世华
学　校: 北京交通大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 半导体纳米晶 ZnSe 发光电致发光
分类号: TN304.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 326次
引　用: 3次
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内容摘要

由于受到量子限域效应的影响，半导体纳米晶展现出独特的物理、化学特性。同一材料仅靠改变颗粒尺寸就能获得不同颜色的发射光，不同波长的吸收峰，不同大小的电子亲合势和离化能等特殊性能。近年，半导体纳米晶与有机聚合物复合体系在发光器件方面的应用成为一个活跃的研究领域。本文在水相中制备了半导体纳米晶，并对其物理特性进行了较为全面的研究，在此基础上通过半导体纳米晶与聚合物的复合制备了有机无机复合薄膜电致发光器件。主要内容如下：1．采用较为简单并环保的方法在水相中以巯基乙酸作为稳定剂，以硒粉和醋酸锌为前驱物合成了ZnSe纳米晶。用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及透射电子显微镜(TEM)对其进行了表征。同时研究了不同制备条件对ZnSe纳米晶发光特性的影响：激子发光峰随回流时间和pH的改变移动；稳定剂可控制激子发光与缺陷发光的比例。并且以ZnSe为核芯在其表面包裹了ZnS壳层，制备了ZnSe／ZnS核壳结构纳米晶。利用光致发光光谱和吸收光谱测试了它们的发光和吸收特性，结果表明核壳结构的纳米晶的发光强度有所提高，表面包覆起到了明显的钝化作用。2．用表面活性剂将ZnSe纳米晶和ZnSe／ZnS核壳纳米晶从水相中转移到有机相中，使其与聚合物材料MEH-PPV有效的复合，将其作为发光层制备了纳米复合电致发光器件。研究了不同质量配比和不同驱动电压对器件的电致发光特性的影响。并对复合薄膜在光激发和电场激发条件下的不同发光机制进行了讨论。通过对器件的光电特性的研究，发现ZnSe纳米晶的发光随着外加电压的增强而增强，而且器件的Ⅰ—Ⅴ特性基本上符合整流的特性。3．将掺杂ZnSe纳米晶的PVK薄膜做空穴传输层制作有机电致发光器件。研究改变掺杂量对器件发光性质的影响，发现适量掺杂纳米晶可降低注入势垒，提高聚合物的载流子迁移率，使得掺杂纳米晶的发光器件有更高的发光亮度和较低的起亮电压。

全文目录

中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 引言  11-21
  1.1 半导体纳米材料  11-12
  1.2 半导体纳米材料的性质  12-14
    1.2.1 量子尺寸效应  12-13
    1.2.2 小尺寸效应  13
    1.2.3 表面效应  13-14
    1.2.4 宏观量子隧道效应  14
  1.3 半导体纳米材料的制备方法  14-16
  1.4 半导体纳米材料的发光特性  16-20
    1.4.1 光致发光原理  16
    1.4.2 光学性能  16-17
    1.4.3 电致发光原理  17-19
    1.4.4 半导体纳米晶在电致发光器件方面的应用  19-20
  1.5 本论文的主要研究内容  20-21
2 纳米晶在水相中的合成及光学特性的研究  21-32
  2.1 实验部分  21-23
    2.1.1 试剂与仪器  21-22
    2.1.2 制备过程  22-23
  2.2 实验结果与讨论  23-30
    2.2.1 X射线光电子能谱(XPS)分析  23
    2.2.2 X射线粉末衍射(XRD)分析  23-24
    2.2.3 透射电子显微镜(TEM)分析  24-25
    2.2.4 回流时间对 ZnSe纳米晶的影响  25-27
    2.2.5 稳定剂对 ZnSe纳米晶的影响  27-28
    2.2.6 pH值对 ZnSe纳米晶的影响  28
    2.2.7 ZnSe纳米晶与 ZnSe/ZnS核壳结构纳米晶的比较  28-30
  2.3 小结  30-32
3 纳米晶/聚合物薄膜电致发光器件的特性研究  32-45
  3.1 ZnSe纳米晶薄膜的发光特性  32-34
    3.1.1 实验部分  32-33
    3.1.2 结果与讨论  33-34
  3.2 MEH-PPV:ZnSe复合薄膜的发光特性  34-42
    3.2.1 实验部分  35
    3.2.2 结果与讨论  35-42
  3.3 MEH-PPV:ZnSe/ZnS复合薄膜的发光特性  42-44
    3.3.1 实验部分  42
    3.3.2 结果与讨论  42-44
  3.4 小结  44-45
4 利用纳米晶掺杂改善有机电致发光器件性能  45-51
  4.1 实验部分  45-46
  4.2 结果与讨论  46-50
  4.3 小结  50-51
5 结论  51-53
参考文献  53-58
作者简历  58-60
学位论文数据集  60

半导体纳米晶的制备及其在电致发光器件中的应用

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