Zn1-xMgxO作為電子傳輸層在量子點(diǎn)發(fā)光二極管中的應(yīng)用.pdf

1、量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLEDs)相比傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)有著高亮度、窄發(fā)射寬度、發(fā)光顏色連續(xù)可調(diào)、可溶液制備等獨(dú)具特色的優(yōu)點(diǎn)在顯示和照明領(lǐng)域有著極大的發(fā)展?jié)撃?。尤其自ZnO作為電子傳輸層，QLEDs的性能有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是，目前，對(duì)于 QLEDs的研究大部分還處于實(shí)驗(yàn)室階段，要想實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化應(yīng)用，還存在很多亟待解決的問題，最突出的是效率和穩(wěn)定性的問題。
　　本論文的研究工作主要基于 ZnO作為 QLEDs電子傳輸層

2、，在此基礎(chǔ)上構(gòu)筑CdSe/CdS/ZnS和CdSe@ZnS量子點(diǎn)發(fā)光二極管，針對(duì)器件的電荷注入不平衡導(dǎo)致器件發(fā)光強(qiáng)度和效率較低的問題進(jìn)行探究。通過摻雜 Mg以及混合 Cs2CO3的方式修飾電子傳輸層，調(diào)節(jié)器件中電子注入能力，有效地促進(jìn)電子空穴復(fù)合，進(jìn)而提高QLEDs器件的效率。本論文的研究工作主要從以下三方面開展：
　?。?）不同摻雜濃度的Zn1-xMgxO納米顆粒的制備及性能研究：
　　通過溶膠-凝膠的方法制備了不同Mg摻

3、雜濃度(0≤x≤0.10)的Zn1-xMgxO納米顆粒，將其分散于無水乙醇溶液中。研究發(fā)現(xiàn)，Mg摻雜ZnO仍保持著六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，沒有新的衍射峰出現(xiàn)，所以未出現(xiàn)相分離。但是隨著摻入量的增多出現(xiàn)衍射峰寬化現(xiàn)象，通過謝樂公式計(jì)算，納米顆粒平均尺寸減小，與透射電子顯微鏡觀察到的隨著摻入濃度的增加納米顆粒尺寸逐漸減小現(xiàn)象相一致，同時(shí)吸收和熒光光譜均發(fā)生了明顯的藍(lán)移現(xiàn)象，吸收邊的藍(lán)移會(huì)帶來帶隙的寬化，進(jìn)而調(diào)節(jié)其能級(jí)水平。另外，Mg的摻入仍保持了Z

4、nO高透過性的優(yōu)點(diǎn)，Zn1-xMgxO透過率均在98％以上，為它作為電子傳輸材料應(yīng)用于量子點(diǎn)發(fā)光二極管中提供了保障。
　?。?）Zn1-xMgxO納米顆粒作為電子傳輸層在量子點(diǎn)發(fā)光二極管中的應(yīng)用：
　　將溶膠-凝膠合成的納米 Zn1-xMgxO作為電子傳輸層用于構(gòu)筑 CdSe/CdS/ZnS和CdSe@ZnS量子點(diǎn)發(fā)光二極管。與標(biāo)準(zhǔn)器件相比，兩種器件的電致發(fā)光性能均得到不同程度的增強(qiáng)。CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)發(fā)光二極管

5、隨著Mg的引入，其發(fā)光色純度明顯提高，由于注入電荷不平衡引起的 TFB層發(fā)藍(lán)光現(xiàn)象得到有力地遏制，載流子過剩引起的量子點(diǎn)發(fā)光層帶電現(xiàn)象消失，器件的發(fā)光強(qiáng)度和效率均得到提高。與純的 ZnO作為電子傳輸材料時(shí)相比，優(yōu)化后器件最大亮度達(dá)36685 cd m-2，提高了81%，最大外量子效率(EQE)達(dá)9.46%，提高了2.67倍。同樣地，將Zn1-xMgxO納米顆粒作為電子傳輸材料應(yīng)用于CdSe@ZnS量子點(diǎn)發(fā)光二級(jí)管中，器件的效率和發(fā)光強(qiáng)度

6、也得到了增強(qiáng)，最大發(fā)光強(qiáng)度達(dá)52526 cd m-2，提高了72.4%，最大外量子效率8.23%，提高了1.42倍。值得注意的是，發(fā)光強(qiáng)度100-10000 cd m-2范圍內(nèi)效率值比較高，利于商業(yè)化應(yīng)用。該器件中使用Zn1-xMgxO作為電子傳輸層，它具有較高的電子遷移率，通過Mg摻入濃度的變化可以調(diào)節(jié)電子注入勢壘，作為陰極緩沖層可避免發(fā)光層直接與電極接觸，平衡了載流子注入，并且在一定程度上抑制電子注入過剩引起的發(fā)光層充電現(xiàn)象，抑制界

7、面的激子淬滅，進(jìn)而提高了器件的電致發(fā)光性能。
　?。?）Zn1-xMgxO:Cs2CO3作為電子傳輸層在CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)發(fā)光二極管中的應(yīng)用：
　　將Zn1-xMgxO: Cs2CO3用于CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)發(fā)光二極管的電子傳輸材料，通過調(diào)整引入微量的 Cs2CO3比例，調(diào)節(jié)載流子注入水平，達(dá)到平衡電荷的目的。作為電子傳輸材料引入Cs2CO3以后，QLEDs器件的電致發(fā)光強(qiáng)度和效率得到了進(jìn)一步地提高，最