氧化鋅奈米柱及聚(3-己烷噻吩)複合材料第二型能帶排列直接證據之光學研究

Direct evidence of type II band alignment in ZnO nanorods/P3HT heterostructures

詹明蕙(Ming-Hui Chan)

指導教授 ： 陳永芳

國立臺灣大學/理學院/應用物理所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2011.02631

摘要

本論文為研究氧化鋅奈米柱和聚(3-己烷噻吩)複合材料的發光性質，結果證實此複合材料屬於第二型能帶結構排列。在螢光光譜的量測中，我們觀察到波長約950 奈米的紅外光，是來自於氧化鋅傳導帶上的電子和聚(3-己烷噻吩)最高占有分子軌域上的電洞復合。隨著激發光強度增強，此紅外光峰值的藍移現象證明了此發光來自於此第二型能帶結構。此外，根據時間解析光激螢光器所測量聚(3-己烷噻吩)生命週期的比較，更進一步證明我們所測量到此紅外光的確是來自於第二型能帶結構，其中，聚(3-己烷噻吩) 在複合材料氧化鋅/聚(3-己烷噻吩)中，生命週期 (396微微秒)，比在純聚(3-己烷噻吩)薄膜中(613微微秒)的生命週期還要短。綜合以上結果，本研究為首次成功利用螢光特性證明氧化鋅/聚(3-己烷噻吩)複合材料之發光為第二型能帶結構的先例。

關鍵字

氧化鋅 ； 聚(3-己烷 噻吩) ； 第二型能帶排列

並列摘要

In this thesis, the emission from ZnO/P3HT heterostructures with type II band alignment has been investigated, analyzed and discussed. The photoluminescence (PL) emission around 950 nm can be found and attributed to the type II transition related to the recombination of electrons in conduction band of ZnO and holes in highest occupied molecular orbital (HOMO of P3HT). Power-dependent PL spectra exhibiting a blue-shift with the increasing excitation power offer one of the evidences on the type II transition. In addition, lifetime of P3HT measured by using time-resolved photoluminescence (TRPL) also strongly supports that the infrared light indeed arises from the type II transition. It is found that the lifetime of P3HT in ZnO/P3HT heterostructrue (396 ps) is much shorter than that of pure P3HT film (613 ps). Therefore, our measurements provide the first direct evidence of the type II band alignment in ZnO/P3HT heterostructure.

並列關鍵字

Zno ； P3HT ； type II band alignment

參考文獻

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