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本文由透明导电薄膜以及发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)的电流扩展问题出发,提出了碳纳米管、银纳米线以及碳纳米管银纳米线复合薄膜三种新型透明导电薄膜用于LED电流扩展层的方法,并进行了相关理论以及实验的分析与研究。本论文主要的工作内容包括以下几个方面: 一、对银纳米线(Ag Nanowires,AgNWs)作为LED电流扩展层进行理论分析与研究。通过不同浓度AgNWs的SEM(Scanning Electron Microscope)照片实物进行等效计算,使用TCAD软件建立了3种不同的LED结构,对器件电流密度大小、电场方向分布进行模拟。对LED表面无Ag的LED、表面有直径50nm的Ag线且Ag之间的间距为50nm和100nm的LED电流密度大小、电场方向分布进行分析比较。 二、提出了碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)作为电流扩展层的AlGaInP-LED,并成功制备。通过制备表面有CNT、蒸镀了Au的CNT以及没有CNT的300μm×300μm AlGaInP LED的方法流程,并对CNT、蒸镀了Au的CNT薄膜进行了形貌表征以及光电特性表征,最后对三种LED进行I-V特性曲线测试以及光功率测试。电流扩展对发光二极管的量子效率和热性能影响很大。铟的需求导致了铟锡氧化物(ITO)的价格上升。碳纳米管和蒸镀了金的碳纳米管被用在了铝镓铟磷发光二极管的电流扩展层。相比没有铺设碳纳米管的发光二极管而言,蒸镀了金的碳纳米管制作的发光二极管在20mA下的电压下降了0.15V,而且光功率提高了10%。说明碳纳米管薄膜用于LED的时候有电流扩展效果。 三、提出了旋涂法AgNWs薄膜的制备以及AgNWs薄膜作为电流扩展层的AlGaInP-LED的研制与研究。通过滴落涂覆法以及旋转涂覆法在玻璃和PET衬底上制备了不同浓度的银纳米线薄膜。最终得到了透光率在95%时方阻在20Ω/sq和ITO相当水平的银纳米线薄膜。其σdc/σop经过曲线拟合,拟合值大约为300。并且使用旋转涂覆法制备了有银纳米线薄膜作为电流扩展层的LED。在20mA的时候银纳米线薄膜做电流扩展层的AlGaInP LED的光功率是没有银纳米线薄膜的AlGaInP LED的光功率的两倍。银纳米线薄膜做电流扩展层的AlGaInPLED从10到100mA峰值波长红移量是没有银纳米线薄膜LED的四分之一。这充分说明了银纳米线作为电流扩展的有效性。展示了旋转涂覆法制备银纳米线薄膜作为电流扩展层的巨大潜力。 四、提出了CNT和AgNWs复合薄膜的制备以及CNT和AgNWs复合薄膜作为电流扩展层的AlGaInP-LED的研制与研究。这种新型复合薄膜可以看做是碳纳米管和银纳米线的复合导电网络构成的薄膜。复合薄膜的方阻在23Ω/sq的时候透光率是93%。碳管之间的结电阻被金属线连接而成的导电网络所降低,银纳米线帮助载流子通过碳管之间,提高了载流子在碳管之间的输运能力。通过研究这种复合薄膜在LED上的应用,发现这种薄膜的电流扩展使得LED的发光效率提高了1.6倍,充分展示了这种新型复合薄膜作为电流扩展层的优势。