本文選題：二維ZnO + ZtnO/ZnMgO多量子阱��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：作為一種Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導(dǎo)體材料,ZnO室溫條件下禁帶寬度3.37eV,激子束縛能為60meV,具有優(yōu)異的發(fā)光性能,在LED和LD等光電器件領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用前景。二維的量子阱結(jié)構(gòu)作為有源層,可實現(xiàn)對載流子的有效限制,是提高ZnO發(fā)光效率的關(guān)鍵。ZnO/ZnMgO量子阱中的發(fā)光行為,特別是激子復(fù)合行為及其對極性的依賴性等還有很多值得深入研究的地方。此外,隨著以石墨烯為代表的新型二維材料的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)新型光電器件的提出,制備自支撐的二維超薄ZnO材料,能使其具有獨特的性質(zhì),并拓展其應(yīng)用。本文主要研究二維ZnO材料,闡明二維結(jié)構(gòu)中ZnO的激子復(fù)合機制,并探索新型二維ZnO材料,重點研究二維超薄ZnO和ZnO/ZnMgO量子阱的發(fā)光性能,主要包括以下內(nèi)容:1.利用變溫穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)發(fā)光光譜詳細研究了脈沖激光沉積法(PLD)生長的高質(zhì)量Si基ZnO/Zn0.9Mg0.1O多量子阱中的激子復(fù)合行為。發(fā)現(xiàn)激子輻射復(fù)合壽命在19-300K范圍內(nèi)均隨溫度呈線性增加,證實其純二維激子特征,表明直至室溫,激子均被限制在量子阱內(nèi),沒有熱離化為三維激子。得到室溫下的輻射復(fù)合速率0.87ns-1,高于現(xiàn)有文獻報道值,表明量子阱的晶體質(zhì)量很高,且具有本征的高效發(fā)光特性。另外,內(nèi)建電場的存在導(dǎo)致了量子限域斯塔克效應(yīng)(QCSE),使電子和空穴的波函數(shù)在空間上分離,導(dǎo)致PL發(fā)光峰的紅移。2.系統(tǒng)研究了極性對分子束外延法(MBE)生長的ZnO/ZnMgO多量子阱激子復(fù)合特性的影響。發(fā)現(xiàn)極性和非極性量子阱中激子非輻射復(fù)合的主導(dǎo)過程有所不同,非極性量子阱中均由非輻射復(fù)合中心缺陷主導(dǎo),而沒有激子的去局域化和激子分解過程;非極性ZnO/ZnMgO多量子阱發(fā)光峰顯著展寬且出現(xiàn)反常溫度依賴特性,表明其中激子具有強局域化特性且局域態(tài)能級分布很寬;在高密度激發(fā)下,非極性量子阱的發(fā)光性質(zhì)也有別于極性量子阱,其激子-激子散射發(fā)光出現(xiàn)閾值相對更低。3.利用水熱法,分別以ZnS和ZnSe納米片為中間產(chǎn)物,通過熱氧化成功制備厚度約為2-5 nm,橫向尺寸達到微米級的自支撐二維超薄ZnO。發(fā)現(xiàn)熱氧化過程不僅可以得到ZnO,去除殘留的有機物,且不破壞結(jié)構(gòu)完整性。系統(tǒng)研究了水熱生長溫度、生長時間、熱氧化溫度等主要實驗參數(shù)對二維超薄ZnO結(jié)構(gòu)、形貌和發(fā)光性能的影響,并獲得了最優(yōu)參數(shù)。4.利用變溫穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)發(fā)光光譜研究了二維超薄ZnO的光生載流子復(fù)合特性,發(fā)現(xiàn)一些與ZnO體材料不同的新性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)低溫下帶邊發(fā)光由自由激子的第一和第二聲子伴線主導(dǎo),其發(fā)光復(fù)合幾率與激子動能的相關(guān)度特征參數(shù)顯著低于體材料;深能級發(fā)光的輻射復(fù)合壽命具有零維特征,且陷阱態(tài)的存在使非輻射復(fù)合速率隨溫度的變化偏離常規(guī)理論預(yù)測;變溫PL譜在160-250 K溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)負溫度淬滅現(xiàn)象,光生載流子從陷阱態(tài)的去局域化導(dǎo)致室溫內(nèi)量子效率的提高,約為30%。5.初步探索了二維超薄ZnO作為紫外激發(fā)熒光粉的潛在應(yīng)用。將發(fā)綠光的二維超薄ZnO樣品與紅光熒光粉和藍光量子點混合,通過優(yōu)化組分比例成功制備白光熒光粉,在390nm的紫外LED激發(fā)下獲得較高質(zhì)量的白光發(fā)光,CIE指數(shù)為(0.329,0.332)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ132.41

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊洪濤;額爾敦朝魯;;極性晶體中界面強耦合激子的性質(zhì)[J];河北科技師范學(xué)院學(xué)報;2007年01期

2 趙永德;陳榮峰;王天立;林素鳳;夏建中;胡靖;;激子手性方法用于三糖化合物的研究[J];河南科學(xué);1989年Z1期

3 王瑋,黃瑛,李言榮;分子二聚體的分子激子理論處理[J];重慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);1992年03期

4 陳國應(yīng)，，王廣濟;慢速激子畸變線晶格后的能量變化[J];紡織高�；A(chǔ)科學(xué)學(xué)報;1995年01期

5 孫書娟;傅軍;姚鐘瑜;潘孟美;;聚乙炔中雙激子和兩個單激子的穩(wěn)態(tài)性質(zhì)[J];河北科技大學(xué)學(xué)報;2011年04期

6 趙井泉,朱晉昌,蔣麗金;藻類光合原初過程的計算機模擬——Ⅰ.藻膽蛋白激發(fā)態(tài)衰變中的激子湮滅[J];中國科學(xué)(B輯 化學(xué) 生命科學(xué) 地學(xué));1992年11期

7 楊兵;馬於光;;新一代有機電致發(fā)光材料突破激子統(tǒng)計[J];中國科學(xué):化學(xué);2013年11期

8 周玲,陳凌孚;氟化鎂晶體中自陷態(tài)激子結(jié)構(gòu)的研究[J];南通工學(xué)院學(xué)報;2000年02期

9 楊洪濤;額爾敦朝魯;冀文慧;;極性晶體中極化子效應(yīng)對界面強耦合激子性質(zhì)的影響(英文)[J];發(fā)光學(xué)報;2007年06期

10 常俊標,陳榮峰,王強,劉澎,潘錫平,于德泉;激子手性方法用于多氧取代環(huán)己烯類化合物的研究[J];化學(xué)學(xué)報;2000年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 湯叔ii;;非常色散相互作用維持的激子物質(zhì)[A];中國物理學(xué)會靜電專業(yè)委員會第十三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

2 曹昌祺;;激子—激子相互作用與量子阱中激子的共振熒光[A];第九屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會摘要集（Ⅱ）[C];2000年

3 徐士杰;;氧化鋅中激子的超快形成過程以及多體Fano共振的時間過程研究[A];2013年（第五屆）西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

4 于暹;鄭紀文;劉國興;陳克良;;激發(fā)核趨向平衡態(tài)的過程[A];第九屆全國核物理大會論文摘要匯編[C];1994年

5 梅增霞;張希清;衣立新;趙謖玲;王晶;李慶福;韓建民;;ZnO薄膜的制備和激子特性的研究[A];第九屆全國發(fā)光學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2001年

6 楊少鵬;張雪峰;楊雅茹;趙謖玲;徐征;宋丹丹;李艷蕊;李慶;龐學(xué)霞;;銥配合物摻雜體系的發(fā)光特性研究[A];第11屆全國發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

7 吳建軍;張曉華;王煜;王英特;晉衛(wèi)軍;;卟啉聚集體激發(fā)譜中B帶與Q帶激子耦合的研究[A];第八屆全國發(fā)光分析暨動力學(xué)分析學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2005年

8 萬仁剛;張同意;;非對稱量子阱中基于隧穿誘導(dǎo)增強交叉相位調(diào)制的錐輻射[A];第十五屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2012年

9 熊祖洪;雷衍連;陳平;劉榮;張勇;;不同染料摻雜體系中的三重態(tài)激子湮滅過程[A];全國第八屆有機固體電子過程暨華人有機光電功能材料學(xué)術(shù)討論會摘要集[C];2010年

10 潘玉鈺;李維軍;楊兵;馬於光;;有機電致發(fā)光中高激子利用率“HOT”通道的理論研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第15分會：理論化學(xué)方法和應(yīng)用[C];2014年

相關(guān)重要報紙文章 前3條

1 馮衛(wèi)東;美研制出首個以激子為基礎(chǔ)的電路[N];科技日報;2008年

2 劉霞;美首次觀察到激子內(nèi)自發(fā)相干的細節(jié)[N];科技日報;2012年

3 劉霞;美首次在室溫下演示電磁激子發(fā)出激光現(xiàn)象[N];科技日報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王征;二維ZnO的制備及發(fā)光性能研究[D];浙江大學(xué);2017年

2 王盼;同質(zhì)異相的納米硫化鎘的激子復(fù)合動力學(xué)和自旋極化機制研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 周寧;局域表面等離激元與激子的耦合研究[D];浙江大學(xué);2016年

4 劉佰全;基于電荷和激子分布調(diào)控研究高性能有機白光二極管[D];華南理工大學(xué);2016年

5 李喜玉;復(fù)合功能材料的激子運動模擬研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

6 王輝;低維固體中的激子過程調(diào)控及其光催化應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

7 周葉春;有機發(fā)光器件性能優(yōu)化及激子擴散問題研究[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

8 郭子政;Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的激子及其壓力效應(yīng)[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2004年

9 吳勇;利用原位光致發(fā)光測量研究有機半導(dǎo)體中的激子過程[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

10 潘玉鈺;熱激子反系間竄越實現(xiàn)高效率有機電致發(fā)光材料的分子設(shè)計原理[D];吉林大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王聰;光激發(fā)下共軛聚合物中激子形成與載流子輸運的動力學(xué)機制的研究[D];浙江師范大學(xué);2015年

2 段緒東;激子極化激元的布洛赫振蕩[D];北京理工大學(xué);2016年

3 黃向南;半導(dǎo)體量子點中多激子的新奇光學(xué)特性研究[D];南京大學(xué);2016年

4 陳中海;紅熒烯分子間激子裂變的動力學(xué)過程研究[D];西南大學(xué);2016年

5 袁德;激子型和電荷轉(zhuǎn)移型有機發(fā)光器件中的自旋混合過程[D];西南大學(xué);2016年

6 李婧;紅熒烯摻雜薄膜中激子裂變過程的磁場效應(yīng)研究[D];西南大學(xué);2016年

7 劉俊琳;形變對準一維碳納米材料中激子效應(yīng)的影響[D];信陽師范學(xué)院;2016年

8 于倩倩;藍色有機電致發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與發(fā)光性能提高的研究[D];天津理工大學(xué);2016年

9 羅偉忠;單層過渡金屬硫化物中拓撲激子態(tài)的研究[D];深圳大學(xué);2017年

10 黃靜;熱活化延遲熒光材料的理論研究與分子設(shè)計[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2017年

本文編號：1771828