氧化鋅及載銀氧化鋅納米結構合成、性質及其光電器件應用.pdf

1、氧化鋅氧化鋅及載銀氧化鋅納米結構及載銀氧化鋅納米結構合成合成、性質、性質及其光電器件光電器件應用應用FABRICATIONACTERIZATIONOFZINCOXIDEZNOAGNANOSTRUCTURESTHEIRAPPLICATIONSINPHOTOELECTRONICDEVICES學科專業：材料物理與化學研究生：張曉利指導教師：孫小衛教授天津大學理學院二零一四年六月中文摘要中文摘要本論文主要合成了納米結構的ZnO材料并討論其納米結

2、構在光電及光催化器件中的應用。ZnO作為寬禁帶半導體，具有優良的光電性質，ZnO的納米結構也呈現出多樣性。本工作合成了低維ZnO的納米結構，將其應用到LED器件中，將載銀ZnO納米結構應用在光催化水分解中。下面就針對這三個方面分別進行概述。（1）ZnO納米結構的合成：本文主要是通過水熱方法合成ZnO的納米結構，論文主要討論了前驅體溶液攪拌時間和添加劑含量對ZnO納米形貌演變的影響。在研究中發現，增加前驅體的攪拌時間，可以有效使得ZnO納

3、米結構由納米花狀形貌演變為均勻生長ZnO納米棒或納米線。另外，在固定其他實驗條件的前提下，逐漸改變添加劑氨水的含量，隨著氨水添加量的增加，ZnO納米結構由不規則生長演變為六邊形片狀橫向生長，最終生長為縱橫比較大的納米線或納米棒。在這個部分，實現了ZnO納米結構的可控性生長，并對ZnO納米結構的生長機理有了清晰的認識。（2）ZnO在LED中的應用：這個部分主要分三個方向討論了ZnO在LED器件中的應用。首先，通過溶液方法生長實現Ag摻雜Z

4、nO納米線，與有機電子傳輸材料結合，形成pn結。其次，利用ZnO薄膜，與無機材料NiO形成全無機的量子點LED，為了優化器件的性能，本工作通過控制膜厚對NiO膜層的性能進行優化。最后，本工作開展了無機有機混合型器件性能的研究，通過形成復合的polyTPD:TCTA空穴傳輸材料，優化器件性能，并對發光機理進行分析。（3）載銀ZnO納米結構在光催化中的應用：在這里我們主要討論ZnO納米線在光催化分解水中的應用，一方面，主要討論不同形狀的Ag

5、納米顆粒通過局域表面等離子體共振效應對光電極產生不同的影響。另一方面，為了實現高效的光催化水分解，在傳統核殼結構ZnOCdS光電極的基礎上引入金屬Ag納米顆粒，通過表面等離子體共振效應，Ag納米顆?？梢杂行г鰪姽怆姌O紫外和可見光的吸收，并且有效增加光電流。因為Ag納米顆粒的引入，復合電極的光催化水分解的性能非常穩定，在連續工作67個小時之后，電極表面仍非常完整，未出現腐蝕和剝落現象。復合電極在外加電壓0.4V的情況下，實現十小時單位面積