场电子激励下ZnO纳晶薄膜紫外发光特性研究-光学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论 文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 摘 要 在节能减排、绿色环保的时代主题下，发掘更高效能、更低成本、环境友好 型发光器件是光电子产业发展的基本目标之一。另一方面，紫外光源在环境净化、 有机聚合、荧光激发源、半导体工艺等领域有重要应用，特别作为荧光粉激励源， 紫外光源加荧光粉是实现白光 LED 的重要途径。然而传统紫外汞灯带来的环境问 题已经越来越不可忽视，对新型紫外发光器件的研究就显得尤为重要，以 ZnO 为 代表的宽禁带半导体材料则是制备新型紫外发光器件的基础。 本课题以研究新型高效率半导体紫外发光器件为目标，旨在探究以氧化锌 (ZnO)为代表的宽禁带纳米晶材料在阴极射线(电子)激励下的紫外发光特性。主要 工作和研究成果包括以下几个方面： 1、研究了利用射频磁控溅射结合水热生长两步法制备 ZnO 纳米晶薄膜的工 艺，制备出均匀致密分布的 ZnO 纳米晶薄膜。测试了不同工艺参数下所制备的 ZnO 纳米棒阵列的 PL 谱，同时对不同发射峰的发光机理进行了简要分析，为 ZnO 纳 晶薄膜在电子激励下的发光特性研究提供了理论参考和对比。 2、结合已有的研究成果，对微波等离子体气相沉积(MWPCVD)法制备碳纳米 管阵列工艺进行了进一步的探索，并对制备的碳纳米管样品的形貌及场发射性能 进行了简单测试。 3、设计并加工了测试装置，测试了 ZnO 纳晶薄膜在场电子激励下的发光特性， 结果表明：在电子束流激励下，ZnO 纳米晶薄膜的光谱具有两个发射峰，其中黄 绿峰属于缺陷发光而紫外峰来源于 ZnO 的内在激子，且随电子束流密度的增大紫 外峰增长明显。另外，还发现 ZnO 纳米晶薄膜相对于常规 ZnO 薄膜的光谱有一定 程度的红移，近紫外峰已移至紫光波段。 4、分析了紫外峰红移的原因，提出了优化方案，重新设计了样品结构及测试 过程，结果令人满意：光谱紫外峰红移程度明显降低，缺陷发光得到了更好的抑 制；相同条件下样品的受激发光强度提升了 44.1%、转换效率得到了显著提高。 关键词：ZnO 纳晶薄膜，射频磁控溅射—水热生长法，碳纳米管阵列，场电子激 励发光，光谱红移 I ABSTRACT ABSTRACT Nowadays energy conservation and environmental protection have become the two dominant themes of the times, thus raising a new assignment to optoelectronic industry: to develop new luminescent devices that are more efficient, more low-cost and environmentally friendly. On the other hand, ultraviolet light source plays vital roles in fields such as environmental depollution, organic polymerization, fluorescence excitation and semiconductor technology. Moreover, as the excitation source of fluorescent power, ultraviolet light source counts for much in achieving white-light LED. However, environmental pollution problems caused by traditional UV Mercury lamp become more and more serious, calling for studies and r