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ZnO薄膜论文：溶胶-凝胶法金属-绝缘层-半导体电致发光Cu掺杂【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】ZnO是一种多功能宽禁带的半导体光电材料，室温下禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，不仅具有良好的导电特性和优良的光电特性，而且其内部还具有许多本征缺陷，可以发出多种颜色的光，有望开发出多种颜色的发光器件，因此受到了国内外学者的广泛关注。电致发光器件是一种能将电能直接转换为光能的发光器件，具有响应速度快、功耗低、重量轻、成本低、器件结构简单、环保等优点，因而被广泛应用于平板显示和民用照明领域。本论文介绍了ZnO薄膜、Cu:ZnO薄膜及薄膜电致发光器件的材料特性、应用机理和研究进展，并详细介绍了实验的技术细节。利用溶胶-凝胶法制备了ZnO薄膜，通过对其结构、表面形貌、光致发光谱及透射-吸收谱的研究，选择出制备高质量的ZnO薄膜的实验条件，并采用传统的MS器件结构和MIS器件结构构造了ZnO薄膜的发光器件，探索其电激发发光现象，且运用KEITHLEY2400和PR650光谱光度/色度计对器件进行了I-V特性及电致发光谱的测试，并对测试结果做了分析和讨论。另外，论文还通过溶胶-凝胶法制备了Cu掺杂的ZnO薄膜样品，探索了制备高质量薄膜及蓝光发射强度的实验条件。得到以下结论：(1)溶胶浓度为0.6mol/L、预热温度为200时、薄膜厚度为258nm、退火处理温度为500时制备的ZnO薄膜表面致密均匀、结晶质量较高、为六角纤锌矿结构、具有优良的光学性能；(2)在室温下通过对MS及MIS结构的ZnO薄膜发光器件施加直流电压，暗室中观察到可见光的发射；(3)绝缘层不仅起到保护器件被击穿的作用，还通过提供空穴提高了器件的发光亮度和效率；(4)适当的Cu掺杂浓度可以获得结晶质量较高的ZnO薄膜，在低温退火处理下可以得到强度较高的蓝光发射峰。【关键词】ZnO薄膜；溶胶-凝胶法；金属-绝缘层-半导体；电致发光；Cu掺杂；【篇名】ZnO(Cu:ZnO)薄膜的制备及其电致发光的探索【目录】ZnO(Cu:ZnO)薄膜的制备及其电致发光的探索摘要3-4ABSTRACT4-5第一章 绪论8-201.1 引言8-91.2 ZnO(Cu:ZnO)薄膜材料9-131.2.1 ZnO的结构、性质9-111.2.2 ZnO薄膜的应用111.2.3 Cu:ZnO薄膜的性质及应用11-121.2.4 Cu:ZnO薄膜的研究进展12-131.3 薄膜电致发光器件13-161.3.1 薄膜电致发光的分类及电致发光薄膜的制备方法13-141.3.2 薄膜电致发光器件的应用14-151.3.3 薄膜电致发光器件的研究现状和存在的问题15-161.4 ZnO电致发光器件的研究进展16-191.5 本论文的研究目的与工作安排19-20第二章 薄膜电致发光器件发光机理及光电特性20-272.1 薄膜电致发光器件发光机理20-242.1.1 低场注入式电致发光机理202.1.2 高场下电致发光机理20-242.2 薄膜电致发光主要的光电特性24-272.2.1 发光效率的测量24-252.2.2 亮度-电压测量25-262.2.3 电致发光的老化26-27第三章 样品的制备与测试27-413.1 溶胶-凝胶法制备ZnO(Cu:ZnO)薄膜27-353.1.1 实验仪器与材料27-283.1.2 溶胶-凝胶技术及原理28-303.1.3 ZnO薄膜及器件的制备30-353.2 Cu:ZnO薄膜的制备353.3 样品的结构与性能表征35-413.3.1 X射线衍射(XRD)测试36-383.3.2 扫描电子显微镜(SEM)测试38-393.3.3 光致发光谱(PL)测试393.3.4 透射-吸收光谱测试39-403.3.5 其它测试40-41第四章 实验结果与讨论41-674.1 溶胶浓度、预热温度对ZnO薄膜表面形貌的影响41-454.1.1 溶胶浓度对ZnO薄膜表面形貌的影响41-434.1.2 预热温度对ZnO薄膜表面形貌的影响43-454.2 薄膜厚度对ZnO薄膜样品结构和性能的影响45-514.2.1 不同薄膜厚度的ZnO薄膜样品的XRD结构与分析45-474.2.2 不同薄膜厚度的ZnO薄膜样品的透射-吸收结果与分析47-494.2.3 不同薄膜厚度的ZnO薄膜样品的SEM结果与分析49-514.3 退火温度对ZnO薄膜样品结构和光学性能的影响51-564.3.1 不同退火温度ZnO薄膜样品的XRD结果与分析51-524.3.2 不同退火温度ZnO薄膜样品的PL结果与分析52-544.3.3 不同退火温度ZnO薄膜样品的透射、吸收谱结果与分析54-564.4 电激发ZnO薄膜发光器件的探索56-624.4.1 MS结ZnO薄膜发光器件的探索56-584.4.2 MIS结ZnO薄膜发光器件的探索58-624.5 掺杂对ZnO薄膜样品结构和性能的影响62-674.5.1 掺杂