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ZnO是一种宽带隙的半导体材料,具有优良的光电性能和较高的化学稳定性,在发光器件和太阳能电池等领域有着广泛的应用,受到了研究人员越来越多的关注。近年来,ZnO纳米颗粒由于其特殊的电子结构和潜在的光电应用而受到人们广泛的关注。掺杂是一种有效的调控半导体纳米材料光电性质的重要手段之一,将适量的过渡金属离子掺杂到ZnO纳米颗粒中能够有效的改变其光学性能。本论文选取了 In3+和Mg2+作为掺杂离子,研究了其掺杂离子前后ZnO纳米颗粒的形貌、晶型、光学性质以及电学性质的变化。主要研究内容如下:1、采用溶胶凝胶方法以乙酸锌和四甲基氢氧化铵(TMAH)作为原料制备出尺寸小于10 nm的六方纤锌矿结构的ZnO纳米颗粒,其吸收峰位置位于355 nm,光致发光光谱由位于385 nm处较弱的蓝紫光和位于565 nm处较强的黄绿光组成,前者来源于ZnO的激子发射,而后者主要来源于ZnO内部的缺陷发射。在此基础之上,将乙酸铟作为铟源在ZnO纳米材料中引入In3+制备出ZnO:In3+纳米颗粒,随着In3+掺杂浓度的增加,颗粒的尺寸有所减小,而晶型仍然保持着六方纤锌矿结构。另外,随着掺杂浓度的增加,纳米颗粒的光学带隙从3.17eV变化到3.28eV,说明In3+的引入会增大材料的带隙。为了进一步研究掺杂离子对ZnO纳米颗粒的晶型、尺寸和形貌的影响,我们以乙酸镁作为镁离子的原料,制备出了 ZnO:Mg2+纳米颗粒,结果表明Mg2+掺杂浓度的增加也会造成纳米颗粒尺寸的减小,同时其光学带隙也会有所增加,这可能是由于Moss-Burtein效应造成的。但是,其X射线粉末衍射峰的峰位随着掺杂浓度的增加向较大2θ角方向移动,这可能是由于Mg2+比Zn2+半径小造成的。从两种掺杂不同金属离子的ZnO纳米颗粒的发光光谱我们发现,随着掺杂离子浓度的增加,蓝紫光的发光强度减弱,而黄绿光部分的发光峰强度有所增强,且发光峰位置有所蓝移,这可能是由于随着掺杂离子浓度的增加,光致发光逐渐由ZnO内部的缺陷发射转变为掺杂离子相关的发射。2:我们以无镉半导体量子点Cu-In-Zn-Se作为发光层,以ZnO:In3+纳米颗粒和聚合物poly-TPD分别作为电子和空穴传输层制备了器件结构为ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/Cu-In-Zn-Se量子点/ZnO:In3+/Al的发光器件,结果表明随着ZnO:In3+纳米颗粒中In3+掺杂浓度的增加,发光器件的启亮电压由3V增加到5 V,In3+掺杂比例为5%时的发光器件的电流效率大于掺杂比例为1%和10%时的发光器件,其最大电流效率可达到0.36 cd/A。