zns：Mn纳米颗粒在电致发光器件中应用的研究-论文.pdf

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一筮．一_zns：Mn纳米颗粒在电致发光器件中应用的研究郑州航空工业管理学院谷洪亮【摘要】将合成的ZnS：Mn纳米颗粒掺在有机大分子PVK中，共同作为发光层，制备了多层的电致发光器件。通过比较掺杂zns：Mn与未掺杂的oLED的电致发光光谱、电流密度一电压曲线、亮度．电压曲线等特性，研究了器件性能提高的机理。【关键词】ZnS：Mn~米颗粒；电压曲线；电致发光器件1．引言ZnS：Mn的PVK，不仅在410—42Ohm有发光峰，而的PVK有机发光器件比较来看，效率提高了很1994年，V．L_Colvin等人利用纳米材料的且在

2、接近60Ohm处也有发光峰。从ZnS：in(1％)多。量子尺寸效应，首次将无机纳米微粒CdSe与聚光致发光光谱分析，该处6O0nm的应该是合物PPV相结合制成双层发光器件，成功地通过ZnS：Mn(1％)的Mn3d中4T-6A的跃迁。控制纳米颗粒尺寸来调节器件的发光波长⋯。图2为归一化后的不同电压下的PVK(ZnS：随后，Kumar等利用旋涂(spincoating)的方法Mn(1％))的电致发光光谱，从此图上可看到，—将CdS涂在PPV表面上，制成了ITO／PPV／cds／Al随着电压的增大，600nm左右的锰离子的发光乏发光二极管。s．Y

3、Liud~组将ZnS纳米晶与TPB相对强度随着电压的增加，先增加，后降低。譬墨混合制备单层发光器件，发光中心由二者相瓦因为器件发光衰减的霉原

4、因}。兰作用产生。M．Y．Gao等人利用纳米级的CdTe为啪眦发光层，PDDA为空穴传输层，获得颜色可调的电致发光器件。因此，越来越多的研究者都把目光集中在了有机一无机复合电致发光器件性能方面上的研究。2．器件制备与结构图4PVK$~PVK(ZnS：Mn(1％))的亮度一电压曲线器件的制备过程为：首先用丙酮、酒精、去离子水将IT0导电玻璃清洗干净。PEDT：PSS[poly(3，4-ethylened

5、ioxythiophene)：poly(styrenesu1ph0nate)]层通过旋涂的方法制备的，旋涂时的转速为3000r／min，然后在120℃的真空条件下烘姐口∞岫0{∞犯钎惭口制t嘴啦￡呲2O分钟。PVK(聚乙烯基咔唑)和ZnS：Mn是用旋涂的方法制备的。BCP(2，9一二甲基一4，7一二苯图2不同电压下的PVK(ZnS：Mn(1％))的电致发光光谱基一1，10-菲罗啉)和Al是用热蒸发制备的。电3．2器件的电流密度一电压关系曲线致发光光谱是用CCD测试的，电压～电流曲线是图3．3画出了对数坐标下器件的电流密度一用Keithley

6、sourcemeter2410~试的。所有电压(J-V)关系曲线，曲线分四段：测试均在大气、常温下进行。(a)产生一复合电流区；在我合成的ZnS：Mn。半导体纳米颗粒中，(b)扩散电流区；ZnS：Mn(1％)发出600nm桔黄色光最强，在PVK(C)大注入区：图5器件的发光效率一电压曲线图中我掺杂的是ZnS：Mn(1％)。BCP作为空穴传输(d)串联电阻效应。我们制各的器件发光的阀值电压接近9v，层，一些文献报道：BCP的最佳厚度是在5nm-从(a)段看出电流的阀值电压在4．3V，这显阀值电压比较高，显示电子注入势垒比较高。i5nm，小于5

7、nm时，BCP起不到空穴阻挡的作示空穴的注入势垒比较大。根据能级图分析如从铝电极到BCP的势垒是1．1ev，从BCP~UPVK的用，大于l5nm时，BCP完全阻挡了空穴的传此高的阀电压来自于PVK的HOMO~级位置比较势垒是0．7ev。这两个势垒决定电子注入效率输，所以我选择了lOnm．低，空穴注入势垒和器件的内建电势差共同决不高。我制作了如下两个器件：定电流阀值电压。ZnS：Mn纳米颗粒的加入并没4．结论(a)ITO／PEDT：PSS(50nm)／PVK(70nm)／有显著影响，I—V关系曲线。通过加入ZnS：Mn与未加入ZnS：Mn的P

8、VK有BCP(1Onm)／A1机发光器件的比较。得到了电流密度几乎没有(b)ITO／PEDT：PSS(5Ohm)／PVK(ZnS(1％))／减小，亮度和效率有所提高的器件。分析器件BCP(1Onm)／AI原因，是因为磁性半导体纳米颗粒ZnS：Mn的引3．结果与讨论入，提高到了电子单线态的概率，从而提高了3．1电致发光光谱呈器件的亮度和效率再鲁r鲁参考文献[1]v．L．Colvin，M．C．Schlamp，AP．Alivisatos．Light—emitting=diodesmadefromcadmiumselenidenanocrystal

9、sandasemiconductingrPolymer[J]．Nature，1994，370：354-357．[2]谷洪亮，张新国．ZnS：Mn纳米颗粒的制备及性能的研究Ⅱ】．科