Hydrothermal growth of Nb-doped ZnO (NZO) films is facilely synthesized as an effective anode buffer layer in enhancing the charge carrier injection, increasing the overall performance of organic light-emitting diodes (OLEDs). The interface between the electrode and the organic layer in an OLED is a critical region that significantly impacts device performance. The presence of an energy barrier at this interface affects charge injection and recombination, influencing brightness, power efficiency, and operational lifetime. Consequently, electrode selection plays a crucial role in determining the overall performance of OLEDs. This study suggests the incorporation of Nb impurity within a ZnO thin film, serving as an interface layer commonly referred to as the anode buffer layer. NZO nanoparticles have also experienced a surface ultraviolet (UV)-ozone treatment and are characterised by UV-visible, SEM, and Raman spectroscopy. SEM images of the NZO films offer insights into the surface morphology of NZO films, while Raman spectroscopy enables the assessment of their structural and compositional attributes. Additionally, analysis by UV-visible spectroscopy demonstrates that the band gap energy of NZO nanoparticles varies with growth time. Measured values for growth times of 8, 10, 12, and 14 hours are 5.09 eV, 4.79 eV, 4.78 eV, and 4.77 eV, respectively. The result revealed that the lowest band gap was achieved by NZO from a 14-hour growth time, thus yielding high recombination and enhancing the carrier injection in the OLED. This study has successfully revealed the potential of UV ozone-treated NZO ultrathin films, with their enhanced properties, to serve as effective anode buffer materials and improve OLED performance.
Hydrotermiczny wzrost folii ZnO domieszkowanych Nb (NZO) można łatwo syntetyzować jako skuteczną warstwę buforową anody, poprawiającą wtrysk nośnika ładunku, zwiększając ogólną wydajność organicznych diod elektroluminescencyjnych (OLED). Interfejs między elektrodą a warstwą organiczną w OLED to krytyczny obszar, który znacząco wpływa na wydajność urządzenia. Obecność bariery energetycznej na tym interfejsie wpływa na wstrzykiwanie i rekombinację ładunku, wpływając na jasność, wydajność energetyczną i żywotność. W związku z tym wybór elektrod odgrywa kluczową rolę w określaniu ogólnej wydajności diod OLED. Badanie to sugeruje wprowadzenie domieszki Nb do cienkiej warstwy ZnO, służącej jako warstwa pośrednia, powszechnie nazywana warstwą buforową anody. Nanocząsteczki NZO zostały również poddane powierzchniowej obróbce ozonem ultrafioletowym (UV) i charakteryzują się spektroskopią w zakresie widzialnym UV, SEM i Ramana. Obrazy SEM filmów NZO umożliwiają wgląd w morfologię powierzchni filmów NZO, natomiast spektroskopia Ramana umożliwia ocenę ich cech strukturalnych i składu. Ponadto analiza za pomocą spektroskopii widzialnej w zakresie UV pokazuje, że energia pasma wzbronionego nanocząstek N2O zmienia się wraz z czasem wzrostu. Zmierzone wartości dla czasów wzrostu 8, 10, 12 i 14 godzin wynoszą odpowiednio 5,09 eV, 4,79 eV, 4,78 eV i 4,77 eV. Wynik ujawnił, że NZO osiągnęło najniższe pasmo wzbronione w 14-godzinnym czasie wzrostu, zapewniając w ten sposób wysoką rekombinację i usprawniając wtrysk nośnika do OLED. Badanie to z powodzeniem ujawniło potencjał ultracienkich folii NZO poddanych działaniu promieni UV, wraz z ich ulepszonymi właściwościami, jako skuteczne materiały buforowe anodowe i poprawiające wydajność diod OLED.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).
