本文關鍵詞：ZnO納米桿的制備及發(fā)光器件研究

  更多相關文章： 氧化鋅納米桿 水熱法 量子點 光致發(fā)光 電致發(fā)光

【摘要】：眾所周知,氧化鋅(Zn0)是一種寬禁帶半導體材料,具有非常穩(wěn)定的物理性質及優(yōu)良的光電性能因而受到越來越多的關注。本文選用水熱法制備氧化鋅納米桿陣列,探究不同生長液濃度、生長時間和生長溫度對氧化鋅納米桿陣列的影響。接著制備PEDOT:PSS-ZnO納米桿異質結,封裝測試其光電性能,最后摻入碳量子點進行研究。實驗主要結果如下：(1)在考慮生長時間對氧化鋅納米桿形貌的影響時,通過分析比較得出生長8小時左右的納米桿最優(yōu)。當生長時間過短時,納米桿無明顯的六方結構形貌；而當生長時間過長時,過量的氨水又會對納米桿造成腐蝕。(2)在考慮生長溫度對氧化鋅納米桿形貌的影響時,通過分析比較得出800C左右生長的納米桿最優(yōu)。當生長溫度過低時,反應進行緩慢,導致納米桿生長不夠充分；而當生長溫度過高時,快速反應形成的氨水會對納米桿造成腐蝕。(3)在考慮生長液濃度對氧化鋅納米桿形貌的影響時,通過分析比較得出生長液濃度為0.05 mol/L時生長的納米桿最好。當生長液濃度過低時,前驅體的濃度不能滿足納米桿充分生長,此時納米桿很細長,甚至長成長線狀；而當生長液濃度過高時,納米桿的形貌將難以控制。(4)在考慮種子液旋涂層數對納米桿形貌的影響時,通過分析比較得出種子液旋涂層數為5層時生長的納米桿是最好的。當種子液旋涂層數較少時,納米桿生長不夠密集,且納米桿之間的縫隙較大；而當種子液旋涂層數較多時,籽晶層會出現重疊的現象,納米桿就朝著各個方向生長。(5)通過水熱法,采用檸檬酸和尿素為前驅體制備出了顆粒大小大約為3nm的碳量子點水溶液。制備出來的碳量子點水溶液的熒光都在450nm(藍色)發(fā)光區(qū)域附近。把碳量子點溶液(1 mg/ml)滴加在預先制備好的氧化鋅納米桿陣列上并烘干。通過光致發(fā)光譜(PL)觀察,我們得知將碳量子點與氧化鋅納米桿陣列相復合所形成的復合薄膜能夠發(fā)出白光。(6)制備ITO/ZnO nanorod/PMMA/PEDOT:PSS/Ag發(fā)光器件,通過調節(jié)PMMA旋涂層數以及溶液的濃度選擇最優(yōu)條件,最后發(fā)出黃綠色的光。
【關鍵詞】：氧化鋅納米桿 水熱法 量子點 光致發(fā)光 電致發(fā)光
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.41;TB383.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 引言11-12
• 1.2 一維納米材料的特性12-16
• 1.2.1 氧化鋅的晶體結構12
• 1.2.2 氧化鋅的基本性質12-14
• 1.2.3 氧化鋅的發(fā)光特性14
• 1.2.4 氧化鋅的電學特性14
• 1.2.5 氧化鋅的壓電特性14-15
• 1.2.6 氧化鋅的一維納米結構15-16
• 1.3 選題意義及研究內容16-17
• 第二章 水熱法制備氧化鋅納米桿17-31
• 2.1 水熱法17-19
• 2.1.1 水熱法的反應特點18
• 2.1.2 水熱法的影響因素18-19
• 2.1.3 水熱法的分類19
• 2.2 實驗部分19-31
• 2.2.1 實驗原料19-20
• 2.2.2 實驗設備20-21
• 2.2.3 實驗表征手段21-24
• 2.2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)21-22
• 2.2.3.2 光致發(fā)光譜(PL)22
• 2.2.3.3 X射線衍射譜(XRD)22-23
• 2.2.3.4 電致發(fā)光譜(EL)23-24
• 2.2.4 實驗的理論基礎24-25
• 2.2.4.1 溶液中的化學反應24-25
• 2.2.4.2 C_6H_(12)N_4的作用25
• 2.2.5 實驗的具體流程25-31
• 2.2.5.1 襯底的制備25-27
• 2.2.5.2 前驅體溶液制備27
• 2.2.5.3 實驗的反應過程27-31
• 第三章 氧化鋅納米桿的水熱合成及生長條件的影響31-51
• 3.1 氧化鋅納米桿水熱合成的過程31-32
• 3.1.1 清洗襯底31
• 3.1.2 制備種子層31-32
• 3.1.3 水熱生長32
• 3.2 氧化鋅納米桿生長條件對其生長的影響32-49
• 3.2.1 生長時間對氧化鋅納米桿形貌的影響32-36
• 3.2.2 生長溫度對氧化鋅納米桿形貌的影響36-40
• 3.2.3 生長液濃度對氧化鋅納米桿形貌的影響40-45
• 3.2.4 種子液層旋涂層數對氧化鋅納米桿形貌的影響45-49
• 3.3 本章小結49-51
• 第四章 碳量子點與氧化鋅納米桿陣列的復合51-63
• 4.1 碳量子點的研究51-53
• 4.1.1 碳量子點的性質51-53
• 4.1.2 碳量子點的制備方法53
• 4.2 碳量子點的制備53-57
• 4.2.1 制備所需試劑53
• 4.2.2 制備所需設備53-54
• 4.2.3 制備過程54
• 4.2.4 碳量子點的表征54-57
• 4.3 碳量子點與氧化鋅納米桿陣列復合57-62
• 4.3.1 SEM以及EDS表征58-60
• 4.3.2 透過率分析60-61
• 4.3.3 光致發(fā)光分析61-62
• 4.4 本章小結62-63
• 第五章 氧化鋅納米桿發(fā)光器件的研究63-73
• 5.1 制備氧化鋅納米桿薄膜63-65
• 5.1.1 氧化鋅納米桿薄膜制備的主要流程63-64
• 5.1.2 襯底的制備以及清洗處理64
• 5.1.3 磁控濺射種子層64
• 5.1.4 薄膜的制備64-65
• 5.2 氧化鋅納米桿發(fā)光器件的制備65-67
• 5.2.1 PMMA的作用66
• 5.2.2 PEDOT：PSS的作用66-67
• 5.2.3 氧化鋅納米桿器件的制備67
• 5.3 氧化鋅納米桿發(fā)光器件的探究67-72
• 5.3.1 退火對氧化鋅納米桿器件的影響68-69
• 5.3.2 旋涂轉速對氧化鋅納米桿器件的影響69-70
• 5.3.3 PMMA的濃度對氧化鋅納米桿器件的影響70-72
• 5.4 本章小結72-73
• 第六章 總結與展望73-75
• 6.1 研究總結73-74
• 6.2 工作展望74-75
• 參考文獻75-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況84

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本文編號：852181