1、ZnO納米結(jié)構(gòu)作為一種重要的寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的光電性質(zhì)，在光電子器件等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。ZnO納米結(jié)構(gòu)比表面積大，缺陷密度高。缺陷會(huì)影響光電子的壽命以及電子和光的傳輸?shù)龋瑥亩鴮?duì)器件的工作產(chǎn)生不利影響。解決這一問題的關(guān)鍵在于弄清ZnO納米結(jié)構(gòu)中缺陷對(duì)光電轉(zhuǎn)換過程影響的機(jī)理。本文采用化學(xué)溶液方法合成一維ZnO納米棒和基于缺陷腐蝕機(jī)制合成ZnO納米管，研究了與缺陷相關(guān)的發(fā)光機(jī)理；采用液相法合成ZnO量子點(diǎn)與有機(jī)物的復(fù)合材料，討論

2、了兩種材料之間的電子傳遞過程。具體研究結(jié)果如下：
　　 ⑴采用低溫水溶液方法合成ZnO納米棒，研究了制備態(tài)和在氧氣氛圍不同溫度熱處理樣品的發(fā)光性質(zhì)。在相同能量激發(fā)下，光致發(fā)光光譜(PL)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有樣品均呈現(xiàn)兩個(gè)發(fā)射峰：紫外帶邊發(fā)射峰和強(qiáng)的不對(duì)稱可見區(qū)發(fā)射峰。退火溫度從200℃升高到600℃，樣品的可見發(fā)射峰出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，通過高斯擬合其分解為535nm的綠光和611nm的橙紅光。對(duì)ZnO納米結(jié)構(gòu)的可見區(qū)發(fā)光，采用激發(fā)光譜(

3、PLE)和不同能量激發(fā)的PL光譜研究了激發(fā)態(tài)電子的能級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明綠光和橙紅光發(fā)射具有相同的激發(fā)態(tài)能級(jí)，分別歸因于鋅填隙(Zni)施主態(tài)到氧空位(Vo)和氧填隙(Oi)受主態(tài)之間的電子躍遷過程。將ZnO納米棒在真空氛圍熱處理，PL測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了可見區(qū)發(fā)光峰的來源。
　　 ⑵分別采用水熱法和低溫水溶液化學(xué)法合成ZnO納米管，掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)果表明水熱法合成的ZnO納米管形貌不完整。而采用低溫水溶液法合成了大量的Z

4、nO納米管，并且通過改變KOH堿溶液的濃度能夠?qū)nO納米管的長徑比加以控制。
　　 ⑶采用液相法合成ZnO量子點(diǎn)。PL測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著NaOH堿溶液濃度的增大，量子點(diǎn)可見光區(qū)發(fā)射從綠光藍(lán)移到藍(lán)光。將綠光區(qū)發(fā)射和藍(lán)光區(qū)發(fā)射的ZnO量子點(diǎn)分別用PEG進(jìn)行修飾，PL測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)ZnO量子點(diǎn)的綠光發(fā)射不受PEG濃度的影響，說明綠光發(fā)射與ZnO量子點(diǎn)的表面缺陷態(tài)無關(guān)。而ZnO量子點(diǎn)的藍(lán)光發(fā)射隨著PEG濃度的增大顯著衰減，說明藍(lán)光發(fā)射是

5、由于量子點(diǎn)的表面缺陷態(tài)導(dǎo)致。將綠光發(fā)射的ZnO量子點(diǎn)與導(dǎo)電聚合物PVK進(jìn)行復(fù)合，PL測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著PVK濃度的增大，量子點(diǎn)的紫外和綠光發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)而PVK的本征發(fā)射強(qiáng)度降低。這是由于PVK的LUMO能級(jí)位置(2.3eV)高于ZnO量子點(diǎn)的導(dǎo)帶(4.2eV)，從而在ZnO量子點(diǎn)與PVK分子的界面處發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移。PVK分子中被激發(fā)到LUMO能級(jí)上的電子選擇性的轉(zhuǎn)移到ZnO的導(dǎo)帶，使ZnO量子點(diǎn)的紫外和綠光發(fā)射增強(qiáng)，而PVK的本征發(fā)光強(qiáng)度