[发明专利]一种纳米材料、发光二极管器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米材料、发光二极管器件及其制备方法，其中所述纳米材料包括ZnO纳米颗粒，以及包覆在所述ZnO纳米颗粒表面的In₂O₃壳层。本发明通过在ZnO纳米颗粒表面包覆In₂O₃壳层，形成ZnO@In₂O₃核壳结构，即制得纳米材料。本发明以宽带隙的In₂O₃作为壳层包覆带隙相对较窄的半导体ZnO纳米颗粒，可有效钝化ZnO纳米颗粒表面，使其表面缺陷减少，缓解其晶格失配，同时还可有效阻挡空穴从发光层传输至阴极，提高电子和空穴在发光层的复合效率，从而提升发光器件的发光性能。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，尤其涉及一种纳米材料、发光二极管器件及其制备方法。

背景技术

ZnO是一种直接带隙的n型半导体材料，具有3.37eV的宽禁带和3.7eV的低功函，且具有稳定性好、透明度高、安全无毒等优点，使得ZnO可成为合适的电子传输层材料。ZnO具有诸多潜在的优点：首先，其激子束缚能高达60meV，远远高于其他宽禁带半导体材料(GaN为25meV)，是室温热能(26meV)的2.3倍，因此ZnO的激子可在室温下稳定存在。其次，ZnO具有六方纤锌矿结构，表现出很强的自发极化；在ZnO基异质结构中，材料的应变会导致极强的压电极化，继而导致ZnO基异质结构中产生极化效应；极化产生的极化电场在ZnO异质结面感生出高浓度的界面极化电荷，从而对材料的能带产生调控，进而影响相关结构与器件性能。

然而，当ZnO纳米颗粒作为电子传输层时，ZnO表面缺陷如羟基和氧空位不可避免地导致器件性能下降。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米材料、发光二极管器件及其制备方法，旨在解决现有ZnO纳米颗粒表面存在较多缺陷导致以ZnO纳米颗粒作为电子传输层的发光二极管器件性能下降的问题。

本发明的技术方案如下：

一种纳米材料，其中，包括ZnO纳米颗粒，以及包覆在所述ZnO纳米颗粒表面的In₂O₃壳层。

一种纳米材料的制备方法，其中，包括步骤：

提供ZnO纳米颗粒；

在所述ZnO纳米颗粒表面沉积In₂O₃壳层，制得所述纳米材料。

一种发光二极管的制备方法，其中，包括步骤：

在阴极上制备电子传输层，所述电子传输层材料为纳米材料，所述纳米材料包括ZnO纳米颗粒，以及包覆在所述ZnO纳米颗粒表面的In₂O₃壳层；

在电子传输层上制备发光层；

在发光层上制备阳极，制得所述发光二极管；

或者，在阳极上制备发光层；

在所述发光层上制备电子传输层，所述电子传输层材料为纳米材料，所述纳米材料包括ZnO纳米颗粒，以及包覆在所述ZnO纳米颗粒表面的In₂O₃壳层；

在所述电子传输层上制备阴极，制得所述发光二级管

一种发光二极管器件，其中，包括阴极、阳极、设置在所述阴极和所述阳极之间的发光层，以及设置在所述阴极和所述发光层之间的电子传输层，所述电子传输层材料为本发明所述的纳米材料或为本发明所述制备方法制得的纳米材料。