ZnO作為光電性能優(yōu)異的第三代直接帶隙半導(dǎo)體,其禁帶寬度為3.37 eV,激子束縛能高達(dá)60 meV。本文采用溶膠-凝膠法制備了基于ZnO納米晶的異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管。通過(guò)引入電子阻擋層（NiO）、表面修飾層（AZO）和稀土（Er3+）來(lái)提高ZnO納米晶器件的電致發(fā)光性能,主要內(nèi)容如下:（1）使用射頻磁控濺射和旋涂方法制備n-ZnO NCs/i-NiO/n-Si同型異質(zhì)結(jié)發(fā)光器件。對(duì)器件進(jìn)行電致發(fā)光和時(shí)間分辨熒光光譜測(cè)試,結(jié)果表明加入中間層（i-NiO）有效提高了空穴注入效率,使得器件的電致發(fā)光強(qiáng)度提高了約六倍。這項(xiàng)工作表明,i-NiO電子阻擋層可以有效地提高n-ZnO NCs/n-Si同型異質(zhì)結(jié)發(fā)光器件的性能。（2）提出一種利用和調(diào)控ZnO納米晶的本征缺陷發(fā)光來(lái)實(shí)現(xiàn)ZnO近白光電致發(fā)光的方法。使用AZO進(jìn)行表面修飾,成功將n-ZnO NCs/n-Si發(fā)光二極管的發(fā)光顏色調(diào)節(jié)為近白色。相對(duì)于紅光和藍(lán)光,AZO光譜“剪刀”對(duì)綠光的抑制作用更明顯。此外,在光致發(fā)光譜和電致發(fā)光譜中,通過(guò)ZnO NCs紫外區(qū)域的近帶邊發(fā)射峰的紅移,清楚地觀察到了量子尺寸效應(yīng)。（3）采用溶膠-凝膠的方法,分別制備了... 

【文章來(lái)源】：廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１三種常見(jiàn)的ＺｔｉＯ晶體結(jié)構(gòu)??

而這些本征缺陷在不同的外界條件下的形成能不同，因此在ＺｎＯ內(nèi)部各種缺??陷的濃度不同。通常情況下，Ｚｎ〇晶體的性質(zhì)主要受ｖ〇、〇ｉ、ｖＺｌ＾ｎｚｎｉ這四種缺陷的??影響［２２］。圖１－２展示了?ＺｎＯ本征缺陷能級(jí)在禁帶中的位置。雖然理想的ＺｎＯ是絕緣體，??但是由于其自身的生長(zhǎng)規(guī)律和結(jié)構(gòu)缺陷的原因，即使不摻雜的本征ＺｎＯ仍表現(xiàn)出ｎ型??半導(dǎo)體的特性［２２］。從圖中可以看出，除了?ｚｎｉ之外，其余三種均為深能級(jí)缺陷。??ＥＣ??ｔ?ｔ?ｔ?ｔ?ｔ??４?１１１?Ｉ??Ｚｎｉ－＝０．２２ｅＶ?；?；?；?；??ＩＩＩ?Ｉ??一士。、，?丨?！?Ｅｇ＝３．３７ｅＶ??０＾２．２８ｅＶ?ｉ?Ｉ?ｙ??、，十Ｍ＇，?Ｖｎ？＝２．４７ｅＶ??ＶＺｎ＾３．０６ｅＶ?０??ＥＶ??圖１－２理想ＺｎＯ缺陷能級(jí)在禁帶中的位置??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｔｈｅ?ｄｅｆｅｃｔ?ｌｅｖｅｌ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｂａｎｄ?ｏｆ?ｉｄｅａｌ?ＺｎＯ??１．２．４?ＺｎＯ材料的制備方法??ＺｎＯ納米結(jié)構(gòu)的制備方法主要有水熱法、溶膠－凝膠法、氣相輸運(yùn)法、磁控濺射法、??分子束外延和熱蒸發(fā)等。本文采用溶膠－凝膠法制備ＺｎＯ納米晶，磁控濺射法分別制備??３??

水相溶膠－凝膠工藝來(lái)制備高質(zhì)量的稀土摻雜ＺｎＯ納米晶薄膜材料，并研究它們?cè)诠杌??電致發(fā)光器件方面的應(yīng)用。??磁控濺射法是常見(jiàn)的薄膜制備方法。其原理如圖１－３所示，磁控濺射制備薄膜主要??分為以下步驟：（１）電子在外加電場(chǎng)的作用下，飛向基板，碰撞Ａｒ原子，使其電離失??去電子變成Ａｒ＋；?（２）在電場(chǎng)的作用下，Ａｒ＋被加速并以高能量轟擊靶材表面發(fā)生濺射，??其中發(fā)生濺射的中性靶原子或者分子沉積在基片上，從而形成薄膜；（３）與Ａｒ＋—同產(chǎn)??生的二次電子同時(shí)受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，其運(yùn)動(dòng)軌跡被束縛和延長(zhǎng)，在靶材表面附近??的等離子區(qū)域內(nèi)不斷地與Ａｒ原子發(fā)生碰撞產(chǎn)生更多的Ａｒ＋，從而提高了電子對(duì)Ａｒ原子??的電離幾率，有效的利用電子的能量，實(shí)現(xiàn)高的薄膜沉積速率。（４）隨著碰撞次數(shù)的增??力口，二次電子能量消耗殆盡，漸漸遠(yuǎn)離靶面，最后落在襯底上。其優(yōu)點(diǎn)也很突出，如：

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]Er摻雜ZnO穩(wěn)定性和光電性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 蒙之森.廣西大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3362908