zno纳米棒电致发光的研究

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1、nanorodswerecriticalfortheelectroluminescenceoftheELdeviceswithoutp-njunctionbasedontheZnOnanorodarrays.ThediscoveryofrandomlasingmadeZnOnanorodshavemorepotentialapplicationsinoptoelectronicdevices・KEYWORDS:ZnOnanorods,thechemicalbathdepositionmethod,el

2、ectroluminescence,randomlasing第一章绪论11.1引言11.2ZnO结构，性质及应用3ZnO的晶体结构3ZnO的基本性质3纳米ZnO的应用61.3ZnO电致发光器件81.3」ZnO电致发光器件的研究进展81.3.2ZnO电致发光器件的应用101.4木文研究的主要目的及工作内容10第二章电致发光的理论122.1电致发光的定义122.2电致发光的分类122.3电致发光的原理132.3.1电致发光的激发过程132.3.2电致发光的能量传递和输运过程132.3.3电致发光的复合过程

3、142.4电致发光器件构造的理论基础142.4.1ZnO的p-n结电致发光器件142.4.2ZnO的无p-n结电致发光器件152.5ZnO纳米棒阵列电致发光器件材料的选择与制备172.5.1衬底材料及透明导电电极的选择172.5.2ZnO电致发光器件中金属电极的选择与制备182.5.3绝缘层材料的选择18第三章ZnO纳米棒的制备与表征193」ZnO纳米棒的制备193丄1化学浴沉积法193.1.2实验仪器及试剂203」.3ZnO纳米棒的制备过程203.2ZnO纳米棒的表征技术22321表面形貌的表征技术

4、一一场发射扫描电子显微镜223.2.2材料结构的表征——X射线衍射仪23323紫外■可见■近红外分光光度计233.2.4荧光光谱仪233.3实验结果与分析243.3」ZnO纳米棒的SEM图及生长机理分析243.3.2ZnO纳米棒的XRD分析253.3.3ZnO纳米棒的吸收谱分析253.3.4ZnO纳米棒的PL谱分析26第四章ITO/ZnOnanorods/Ag电致发光器件的研究284.1电致发光器件的构建284.2电致发光器件的实验仪器284.3实验结果与分析29ITO/ZnOnanorods/Ag器

5、件的电致发光谱29ITO/ZnOnanorods/Ag器件的电致发光照片及色坐标30ITO/ZnOnanorods/Ag器件的I-V曲线30第五章ITO/ZnOnanorods/Alq?/Ag电致发光器件的研究325.1ITO/ZnOnanorods/Alqa/Ag电致发光器件的构建325.2实验结果与分析325.2.1ZnO与Alq3的能量转移理论32ITO/ZnOnanorods/Alq3/Ag器件的电致发光谱33ITO/ZnOnanorods/Alqs/Ag器件的电致发光照片及色坐标34ITO/

6、ZnOnanorods/Alq3/Ag器件的I-V曲线35第六章工作总结与展望376.1工作总结376.2展望37参考文献39发表论文和参加科研情况说明45致谢46••第一章绪论1.1引言纳米级结构材料简称纳米材料，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基木单元构成的材料⑴。它出现于20世纪90年代，是21世纪科技产业革命的重要组成部分。纳米材料的尺寸介于1纳米〜100纳米范围Z间，接近电子的相干长度，在强相干作用下使自组发生很大的变化。同时其尺度接近光的波长，具有大的比表面，导致其所

7、表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。因此，在研究问题时，传统力学观点失去作用，必须使用量子力学的观点来描述它的行为。从维度上划分，纳米材料的单元可以分为三类⑵：（1）零维：也被称为量子点，即材料的三维尺度均在纳米范围，如纳米颗粒，原子团簇；（2）一维：量子线，指材料的两维尺度在纳米范围，如纳米线，纳米管；（3）二维：指有一维尺度在纳米范围，如纳米薄膜，量子阱超晶格等。纳米材料表现的奇特物理效应，主要体现在以下几个方面⑴:表面效应、量子尺寸效应

8、、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等。（1）表面效应表面效应是指纳米粒子表面原子与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而大幅度增加，粒子的表面能与表面张力亦随之增加，从而引起纳米粒子性质的变化⑶。通常，在纳米材料的表面有大量的不饱和悬键，表面键态严重失配，表面自由能升高，表面原子具有很高的活性⑷，这些表面原子极不稳定，一方面很容易与其它原子结合。另一方面述会引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。另外，表面缺陷导致陷阱电子或空穴，也会引起纳米材料的非线性光学效应。（