氧化锌微纳米结构的制备及新型光电器件的研制
[Abstract]:Zn O is the most promising material for making high efficiency ultraviolet photovoltaic devices. It has been widely used in light emitting diodes, laser diodes and ultraviolet detectors. As an important direct bandgap semiconductor, its band gap width is 3.37e V. the free exciton binding energy at room temperature is 60me V, which is much higher than Ga N's 25me V and Zn S's 38me V, and far higher than the room temperature thermal ionization energy (26me V),). At room temperature, the exciton can produce recombination luminescence. Compared with other wide band gap semiconductor materials, Zn O is more favorable for the fabrication of UV optoelectronic devices. And Zn O has a variety of micro-and nano-structure, these micro-nano devices also show excellent photoelectric performance. At present, some progress has been made in the study of, Zn O, but there are still some problems to be solved, such as: the luminescence center of heterojunction usually lies in the interface of p-Ga N and Zn O; the red shift of band edge luminescence; and the fabrication of homogeneous junction is difficult, etc. In order to solve the problems in the research of Zn O, Zn O microstructures and optoelectronic devices are fabricated in this paper. The following innovative work has been carried out: 1. Zn O quantum dots with diameter of 5nm were prepared by sol-gel method on ITO electrode. Using Zn O quantum dots as luminescent layer and p-Ga N as hole injection layer, Zn O quantum dots / p-Ga N heterojunction light-emitting diodes were fabricated. By using the space charge limiting current behavior controlled by quantum dot trap, the light-emitting center of the light-emitting diode is concentrated in the quantum dot layer, and a pure ultraviolet light-emitting Zn O light-emitting diode is obtained, the wavelength of which is 382 nm and the width of the half peak is narrow. Compared with the previously reported devices, Zn O QDs have high luminescence intensity and good monochromatic properties. 2. The heterojunction between Zn O micron line. Zn O micron line and p-Ga N was grown by chemical vapor deposition (CVD). UV luminescence at the wavelength of 395nm was obtained by adding a forward voltage to the p-Ga N terminal. When positive voltage is applied to the O terminal of Zn, the orange luminescence peak of 450-700nm is obtained. When the positive voltage is applied to the O terminal of n-Ga, the green luminescence of 490nm wavelength is obtained by the heterojunction with n-Ga N. The mechanism of various color luminescence is described in detail. 3. Nitrogen doped Zn O single crystals were obtained by nitrogen plasma treatment. In the low temperature photoluminescence spectra, the acceptor bound excitons were observed and the NO acceptor energy levels were formed. In the Raman scattering spectra, it was found that the vibrational mode of the oxygen lattice shifted blue, and the surface work function of Zn O became larger after treatment. The Fermi level moves to the valence band, indicating an increase in the hole concentration. These results show that the nitrogen atom has been doped into the Zn O lattice. Good I-V rectifying characteristics have been obtained by constructing Zn O-base homogenous junction devices. It is shown that p-type conductive N-doped Zn O. 4 has been obtained. Ag nanoparticles modified Zn O thin film UV detectors were prepared by magnetron sputtering and metal ion sputtering. Zn O/Ag nanoparticles / Zn O interlayer structure showed strong absorption from 385nm to 356nm. The Ag nanoparticles improved the performance of Zn O thin films, the responsivity of Ag modified Zn O thin films was increased by one order of magnitude, and the UV / vis inhibition ratio was increased by one order of magnitude. The time of rising and falling was obviously reduced.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1;O614.241
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王小杰;邵谦;;空心微纳米结构的制备及应用研究进展[J];新技术新工艺;2010年09期
2 彭荣;丁建东;;表面微纳米结构对细胞的影响[J];东南大学学报(医学版);2011年01期
3 王文寿;甄良;徐成彦;邵文柱;;液相法合成空心无机微纳米结构的研究[J];化学进展;2008年05期
4 王玉然;;薄膜折叠方法制作三维微纳米结构[J];电子技术;2009年10期
5 杨建东;张明会;;相界面法合成卟啉微纳米结构及其光学性质(英文)[J];四川大学学报(自然科学版);2014年01期
6 姚昱星;姚希;李作林;竺豪桢;郑咏梅;;蚊子体表面的微纳米结构与浸润性[J];高等学校化学学报;2008年09期
7 李波;张慧杰;廖晓玲;朱向东;范红松;张兴栋;;磷酸钙陶瓷颗粒微纳米结构对蛋白吸附的影响[J];高等学校化学学报;2012年03期
8 刘皑若;黄保军;王淑敏;王静;赵红晓;;微纳米结构硫酸钡的仿生合成与表征[J];化工新型材料;2008年08期
9 鲍利伟;杨阳;葛圣松;;牺牲模板法制备中空微纳米结构材料的研究进展[J];现代化工;2014年05期
10 刘长松;秦优陪;李志文;浦培中;王玲;;ZnO微纳米结构薄膜的光响应润湿性[J];中国有色金属学报;2008年08期
相关会议论文 前10条
1 张铁锐;梁运辉;卞僮;吴骊珠;佟振合;;介孔空心的微纳米结构材料[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
2 张晶晶;曹新宇;马永梅;张香兰;王佛松;;具有微纳米结构的磁响应形状记忆高分子的制备与研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 傅承诵;张振;;微纳米结构超疏水表面的制备与表征[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年
4 向楠楠;倪永红;;花状钴酸镍多级微纳米结构的制备、表征及其电化学性能[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会:无机化学[C];2014年
5 张铁锐;尚露;吴骊珠;佟振合;;介孔微纳米结构催化剂[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第34分会:纳米催化[C];2014年
6 郑咏梅;;生物表面的多结构效应及其液滴行为调控[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
7 杨林;郭玉明;马晓明;王华杰;张洁;江利利;陈会锋;;无机空心微纳米结构的仿生合成及其性能[A];2011年中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
8 郑咏梅;;生物/仿生微纳米结构梯度表面的动态浸润性[A];第十二届固态化学与无机合成学术会议论文摘要集[C];2012年
9 苏彬;陆学民;路庆华;;激光诱导聚合物表面周期性微纳米结构在光存储中的研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
10 耿媛媛;刘洪国;;液/液界面上乳液液滴模板法组装无机/聚合物复合微纳米结构[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年
相关博士学位论文 前10条
1 周雄图;细胞与微纳米结构图案表面相互作用研究[D];华东师范大学;2011年
2 宋薇;几种微纳米结构材料的表面增强拉曼光谱及浸润性质研究[D];吉林大学;2007年
3 卢晓峰;功能材料一维微纳米结构的构筑与性质研究[D];吉林大学;2007年
4 李艳辉;微纳米结构氧化铝粉体合成与应用研究[D];华南理工大学;2014年
5 黄林勇;锌基氧(硫)化锌微纳米结构的合成、表征、光电性质及生长机理研究[D];山东大学;2010年
6 朱路平;微纳米结构磁性材料的设计、制备及磁性能研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2008年
7 王登魁;氧化锌微纳米结构的制备及新型光电器件的研制[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2015年
8 黄永光;飞秒激光诱导金属表面微纳米结构的基础研究[D];北京工业大学;2010年
9 张立;氧化铝微纳米结构材料的制备及性能研究[D];山东大学;2012年
10 晏成林;溶液法化学合成微纳米结构金属氧化物[D];大连理工大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 陈彦卓;多级微纳米结构含铁化合物的控制合成及其性能研究[D];河北师范大学;2014年
2 兰李宁;多铁材料微纳米结构的制备及其性能研究[D];湘潭大学;2009年
3 徐建海;具有微纳米结构超疏水表面润湿性能研究[D];上海交通大学;2007年
4 李凯;微纳米结构聚苯胺的制备与性能研究[D];河北工业大学;2009年
5 范晓萌;金微纳米结构表面等离子体效应研究[D];江苏大学;2010年
6 游锦达;飞秒激光制备金属表面电磁波增强吸收微纳米结构研究[D];长春理工大学;2014年
7 郭小方;微纳米结构铁氧化物的设计、制备和磁性能研究[D];河北师范大学;2010年
8 陈园方;利用离子交换调控微纳米结构过渡金属硫化物的组成和性能[D];郑州大学;2014年
9 张岚;玻璃纤维表面TiO_2微纳米结构的构建及其光催化性能研究[D];中国海洋大学;2011年
10 贾雪梅;硅表面图案化银微纳米结构的制备及其表面增强拉曼性质的研究[D];南京大学;2012年
,本文编号:2301521
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2301521.html