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ZnO纳米结构作为一种重要的宽禁带半导体材料,具有优异的光电性质,在光电子器件等领域有广阔的应用前景。ZnO纳米结构比表面积大,缺陷密度高。缺陷会影响光电子的寿命以及电子和光的传输等,从而对器件的工作产生不利影响。解决这一问题的关键在于弄清ZnO纳米结构中缺陷对光电转换过程影响的机理。本文采用化学溶液方法合成一维ZnO纳米棒和基于缺陷腐蚀机制合成ZnO纳米管,研究了与缺陷相关的发光机理;采用液相法合成ZnO量子点与有机物的复合材料,讨论了两种材料之间的电子传递过程。具体研究结果如下:1、采用低温水溶液方法合成ZnO纳米棒,研究了制备态和在氧气氛围不同温度热处理样品的发光性质。在相同能量激发下,光致发光光谱(PL)测试结果发现,所有样品均呈现两个发射峰:紫外带边发射峰和强的不对称可见区发射峰。退火温度从200℃升高到600℃,样品的可见发射峰出现红移现象,通过高斯拟合其分解为535nm的绿光和611nm的橙红光。对ZnO纳米结构的可见区发光,采用激发光谱(PLE)和不同能量激发的PL光谱研究了激发态电子的能级结构,结果表明绿光和橙红光发射具有相同的激发态能级,分别归因于锌填隙(Zni)施主态到氧空位(Vo)和氧填隙(Oi)受主态之间的电子跃迁过程。将ZnO纳米棒在真空氛围热处理,PL测试结果进一步验证了可见区发光峰的来源。2、分别采用水热法和低温水溶液化学法合成ZnO纳米管,扫描电子显微镜(SEM)结果表明水热法合成的ZnO纳米管形貌不完整。而采用低温水溶液法合成了大量的ZnO纳米管,并且通过改变KOH碱溶液的浓度能够对ZnO纳米管的长径比加以控制。3、采用液相法合成ZnO量子点。PL测试结果发现,随着NaOH碱溶液浓度的增大,量子点可见光区发射从绿光蓝移到蓝光。将绿光区发射和蓝光区发射的ZnO量子点分别用PEG进行修饰,PL测试结果发现ZnO量子点的绿光发射不受PEG浓度的影响,说明绿光发射与ZnO量子点的表面缺陷态无关。而ZnO量子点的蓝光发射随着PEG浓度的增大显著衰减,说明蓝光发射是由于量子点的表面缺陷态导致。将绿光发射的ZnO量子点与导电聚合物PVK进行复合,PL测试结果发现,随着PVK浓度的增大,量子点的紫外和绿光发射强度增强而PVK的本征发射强度降低。这是由于PVK的LUMO能级位置(2.3eV)高于ZnO量子点的导带(4.2eV),从而在ZnO量子点与PVK分子的界面处发生电荷转移。PVK分子中被激发到LUMO能级上的电子选择性的转移到ZnO的导带,使ZnO量子点的紫外和绿光发射增强,而PVK的本征发光强度降低。