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自1996年香港科学家首次报道了ZnO薄膜室温下的近紫外光泵浦受激光发射以来,ZnO作为人们获得蓝/紫外发光和激光的新型半导体光电子材料,其受激发射行为的研究已成为国际前沿领域的热点课题。相对于光泵浦激励下的受激发光而言,电泵浦激励的光电装置因其结构简单、发光均匀、耗电量小等优点而更具实用性。尽管目前对ZnO电致发光的研究也取得了一些突破性的成果,但是这些研究大多是基于掺杂技术获得ZnO的p-n结来实现ZnO薄膜材料的电致发光。而对于制备方法较简单的ZnO纳米粉体材料的电致发光行为研究却鲜见报导。本文在前期工作的基础上,对材料进行微观结构设计,然后通过化学工艺的选择和调整获得两种孔状纳米ZnO材料,并对材料的电致发光性能进行了研究,得到了一些主要的研究结果。 一、在多孔ZnO粉术的制备及其电致发光性能研究中,主要对sol-gel法制备ZnO纳米粉术的工艺作了两大改进,并将ODA、P123和F-127作为模板剂引入到多孔材料的制备中,最后研究了材料的电致发光性能。结论如下: (1)减慢LiOH的乙醇溶液的滴加速度,使纯粉末的发光强度提高了4.68倍、ODA处理的样品的发光强度提高了0.71倍;采用真空加热法使凝胶沉淀后,使发光中心的位置出现了明显的蓝移,由原来的550nm移至520nm。 (2)采用模板剂ODA、P123和F-127得到的多孔ZnO前驱体的比表面积分别为100.78m~2/g、69.21 m~2/g和103.57 m~2/g,平均孔径分别为5.64nm、6.61nm和5.70nm。 (3)将上述样品煅烧后发现,各模板剂均有一最佳用量值,分别为0.75mmol,0.15mmol和0.15mmol,在该用量下样品的发光强度达到最大;其中,与未经模板剂处理的纯ZnO晶体粉术相比,F-127作用下发光强度提高最大,峰值提高了3.3倍、总发光能量提高3.25倍;P123的影响次之,峰值提高了2.03倍、总能量提高了1.72倍;ODA的作用最小,峰值提高了0.89倍、发光能量提高了0.42倍。发光强度的显著提高是由于模板剂引入后得到了多孔结构的ZnO材料,比表面积增大、表面状态变化引起的。 二、直接包覆法制备ZnO空心球的过程中,主要研究了聚苯乙烯球的制备工艺及模板法制备ZnO空心球的制备过程及原理,最后对空心球的电致发光性能进行了测试。得出如下结论: