ZnS/PS复合体系的白光发射研究

论文摘要

固体白光发光二极管将成为21世纪新一代的节能光源，在照明及全彩显示等领域有巨大的应用价值，可用作液晶显示屏和各种仪器仪表盘的背景光源，因而引起了人们的广泛关注，白光器件的研究也成为发光领域的热点方向之一。本论文根据多孔硅（Porous Si，PS）和ZnS的光致发光特性，拟采用多层膜发光的形式根据三基色叠加的原理实现白光发射。在阳极氧化法制备的不同孔隙率的多孔硅衬底上用脉冲激光沉积（PLD）法生长ZnS薄膜，X射线衍射仪（XRD）结果表明，ZnS/PS样品都在28.5°附近有一个ZnS的β-ZnS（111）衍射峰，说明ZnS薄膜沿该方向择优取向生长，但衍射峰的半高全宽（PWHM）较大，这主要与衬底多孔硅的粗糙的表面结构有关。扫描电子显微镜（SEM）像显示，由于衬底多孔硅表面的不平整，ZnS薄膜的表面有一些空洞和裂缝。本论文详细研究了ZnS/PS复合体系的光致发光特性，分析了激发波长、衬底多孔硅的孔隙率、ZnS薄膜的生长温度以及后退火对ZnS/PS复合体系光致发光特性的影响。在适当的条件下，复合体系中ZnS的蓝绿光与多孔硅的红光叠加在一起，在可见光区450nm～700nm形成了一个较宽的光致发光谱带，呈现较强的白光发射。对ZnS/PS异质结Ⅰ-Ⅴ特性曲线的测量表明，异质结呈现出与普通二极管相似的整流特性，并由此得到了理想因子。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 全固态照明
• §1.2 多孔硅的结构和发光特性
• 1.2.1 多孔硅的微结构
• 1.2.2 多孔硅的光致发光和发光机制
• §1.3 ZnS的结构和发光特性
• 1.3.1 ZnS的晶体结构和制备方法
• 1.3.2 ZnS的发光特性
• §1.4 本论文的主要研究内容与意义
• 第二章 ZnS/PS样品的制备和结构表征
• §2.1 ZnS/PS样品制备
• 2.1.1 多孔硅的制备
• 2.1.2 ZnS薄膜的制备
• §2.2 ZnS/PS样品的结构和形貌表征
• 2.2.1 ZnS/PS样品的XRD分析
• 2.2.2 ZnS/PS样品的SEM图
• §2.3 小结
• 第三章 ZnS/PS复合体系的白光发射
• §3.1 激发波长对ZnS/PS复合体系发光的影响
• §3.2 衬底孔隙率对ZnS/PS复合体系发光的影响
• §3.3 ZnS薄膜生长温度对ZnS/PS复合体系发光的影响
• §3.4 后退火对ZnS/PS复合体系发光的影响
• §3.5 小结
• 第四章 ZnS/PS异质结的电学性质
• §4.1 实验样品的制备
• 4.1.1 背部Al电极的制备
• 4.1.2 多孔硅的制备
• 4.1.3 ZnS薄膜的制备
• 4.1.4 顶部ITO电极的制备
• §4.2 ZnS/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线
• §4.3 对ZnS/PS异质结电致发光的探索
• §4.4 小结
• 全文总结
• 参考文献
• 发表的论文
• 会议交流的论文
• 致谢