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ZnO薄膜电致发光的探索

作　者: 房东玉
导　师: 杨红波
学　校: 天津大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: ZnO薄膜电致发光溶胶凝胶法绝缘层电极
分类号: O484.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 97次
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内容摘要

ZnO是一种宽禁带半导体材料,室温下的禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60meV,具有室温下发射紫外光的优异特性,此外,它的各种点缺陷还可发射蓝光或绿光,因而受到人们的广泛关注。电致发光是一种将电能直接转换为光能的固体发光现象,电致发光器件以其冷发光、响应快、功耗低、重量轻、成本低廉、器件结构简单等优点而广泛的应用于照明及平板显示领域。本文利用溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜并对其结构、光学透过率、表面形貌及PL谱进行了研究,并采用传统的MS器件结构制备了ZnO薄膜的电致发光器件,进行了发光观察。论文介绍了ZnO电致发光的研究进展、电致发光原理及器件材料的选择,并详细介绍了全部实验过程。通过XRD、SEM以及紫外可见近红外荧光光谱仪分别对不同搅拌时间的溶胶制备的ZnO薄膜样品的结晶度、表面形貌和光学透过率进行了研究,结果表明均匀搅拌60min的溶胶制备的ZnO薄膜较好,ZnO薄膜呈现C轴择优取向生长,表面致密均匀,纳米颗粒大小在32nm左右,光学透过率达90%以上。研究了400℃～700℃不同退火温度下对搅拌60min的溶胶制备的ZnO薄膜的结构、光学特性及PL谱的影响,实验结果表明随着退火温度的增加,ZnO薄膜(002)衍射峰半高宽先减小后略有增加,600℃退火下半高宽达到最小值,最小为0.229度;从透射光谱可知在400℃～600℃退火的样品透射率较好,在450nm～800nm范围内透射率达70%以上;从PL谱可知在450℃～550℃之间退火的样品紫外发射峰较强,可见光的发光强度较弱,而在600℃～700℃之间退火的薄膜样品紫外发射峰相对较弱,可见光的发光强度较强,所以选择不同的退火温度可以适当的改变不同区域的发光峰强度。最后,在室温下,将直流电压加在MS结构的ZnO薄膜上,分别用肉眼和PR650光谱光度/色度计进行了电致发光观察和测试,并对观察的结果做了分析和讨论。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 引言  7-8
  1.2 电致发光器件的应用  8-9
  1.3 电致发光的分类  9
  1.4 电致发光原理  9-12
    1.4.1 低场注入式发光原理  9
    1.4.2 高场下的电致发光原理  9-12
  1.5 电致发光的光电特性  12-14
  1.6 本文的研究目的与工作安排  14-15
第二章器件材料的选择与制备  15-24
  2.1 ITO 导电电极的制备  15-16
  2.2 基底材料的选择  16-17
  2.3 透明导电电极的选择  17-18
  2.4 金属电极的选择与制备  18-21
  2.5 绝缘层材料的选择  21-24
第三章样品的制备与表征  24-32
  3.1 实验仪器与设备  24
  3.2 样品的制备过程  24-28
  3.3 样品的结构与性能表征  28-32
第四章结果与讨论  32-46
  4.1 溶胶浓度对薄膜样品结构性能的影响  32-35
  4.2 退火温度对薄膜样品结构性能的影响  35-41
  4.3 ZnO 薄膜电致发光的探索  41-46
第五章工作总结与展望  46-48
参考文献  48-51
致谢  51

ZnO薄膜电致发光的探索

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