Příprava a charakterizace nanokompozitních tenkých filmů s využitím v organické elektronice

Abstract

V této práci jsou prezentovány nedávno dosažené výsledky v oblasti optimalizace band-gapu na nanokompozitních materiálech ZnO/MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene]), především pak příprava tenkých nanokomopozitních filmů, charakterizace jejich elektronové struktury a elektronických vlastností a jejich implementace jako aktivní vrstvy do PLED zařízení. Velikost částic a jejich atomární složení, tloušťka vrstev a parametry přípravy těchto vrstev byly studovány vzhledem k jejich vlivu na výsledné optoelektronické vlastnosti a výkon PLED zařízení. Elektronová struktura takových nanokompozitních vrstev byla vůbec poprvé studována pomocí energeticky rozlišené elektrochemické impedanční spektroskopie. Bylo objeveno, že přídavek kterýchkoliv ze studovaných nanočástic významně vylepšuje svítivost připravených diod ve srovnání s diodami z čistého polymeru. Byla nalezena optimální koncentrace nanočástic, jejich velikost a optimální tloušťka nanokompozitního filmu, nejdříve pro systém s čistým ZnO. Dále pak bylo provedeno dopování nanočástic různými dopanty - železem a hliníkem, což mělo za následek modifikaci stavové struktury v band-gapu. Dopování nanočástic železem snižuje svítivost nanokompozitní emisní vrstvy ve srovnání s použitím čistých ZnO nanočástic, nicméně také se významně snižuje otevírací napětí diod. A proto dopování nanočástic pomocí Fe otevírá cestu, jak co nejlépe balancovat vliv těchto dvou efektů, a jak optimalizovat energetickou účinnost zařízení. Významného zlepšení u výkonu PLED zařízení bylo dosaženo použitím Al dopovaných nanočástic oproti nanočásticím z čistého ZnO. Jak otevírací napětí, tak i svítivost, byly významně vyšší s použitím Al dopovaných nanočástic.