紫外/深蓝OLED发光材料研究进展

有机电致发光材料和器件(OLED)经过三十余年的发展已经基本完成了从基础科学研究到产业化商品的蜕变过程，而由于蓝紫发光材料的分子禁带(>3.0 eV)与器件运行中载流子注入/传输平衡之间的固有矛盾，加之人眼在蓝光区域的敏感度降低等问题，蓝光器件的整体性能远远落后于其他光色。因此，综合性能优异的紫外/深蓝光材料和相关分子设计理论已成为实现OLED独领“新一代显示照明技术”的关键突破点。本文主要介绍了近十年来紫外/深蓝OLED发光材料(λ_EL<430 nm)的研究进展，并从材料结构与机制等方面进行了归纳，旨在推动更多宽禁带发光材料的设计和相关理论的完善和发展。     

介绍一种光谱能连续随外加电压改变的结型器件——金属-绝缘体-金属隧道发光二极管

众所熟知的一些结型发光器件是PN,MIS及MS结等,这些器件的发光光谱都是由半导体材料性质决定的,所以一种器件一般说只能发出一种颜色的光谱。对于直接跃迁型Ⅲ—Ⅴ族发光材料,例如GaAs0.6P0.4的PN结发光二极管,发光光谱取决于禁带宽度,所以只能发出红光;而直接带的Ⅱ-Ⅵ族材料,例如ZnSe:Mn肖特基二极管在反向偏压下的发光则利用杂质中心Mn的发光,只能得到黄色。目前人们已成功地制得了红色GaAsP,GaP、GaAlA以及黄色和绿色的GaP发光二极管。但这类器件的光谱并不随外加电压改变。     

SiC材料及器件研制的进展

作为第三代的半导体材料－ＳｉＣ具有禁带宽度大、热导率高、电子的饱和漂移速度大、临界击穿电场高和介电常数低等特点,在高频、大功率、耐高温、抗辐照的半民体器件及紫外探测器和短波发光二级管等方面具有广泛的应用前景,文章综述了半导体ＳｉＣ材料生长及其器件研制的概况。     

光子晶体对稀土上转换发光的调控

稀土掺杂上转换材料由于其高化学稳定性、低生物毒性,在发光显示、防伪和生物成像等领域得到了广泛的应用。稀土掺杂上转换材料的基质晶格和掺杂离子决定着其发光强度和颜色。光子晶体(PCs)是折射率不同的材料在空间周期性排列形成的有序结构,其最显著的特征是具有光子禁带(PBG)。波长位于光子禁带内的光不能透过光子晶体而被反射回来,因而光子晶体具有优异的光调控能力。本文综述了一维、二维和三维光子晶体对稀土上转换发光调控的进展,介绍了利用光子禁带与上转换荧光发射峰的相对位置对发光进行控制的方法。重点从蛋白石结构和反蛋白石结构两个方面论述了三维光子晶体对上转换发光的调控:对于反蛋白石光子晶体,综述了利用上转换材料构筑反蛋白和利用其他材料构筑反蛋白,通过布拉格反射调控上转换材料的发光;对于蛋白石光子晶体,论述了利用不同折射率胶体微球构筑三维光子晶体对稀土上转换发光进行调控。最后总结了利用等离子体共振和光子禁带共同作用调控上转换发光的研究现状,并展望了利用光子晶体调控上转换发光的发展方向。     

半导体材料的华丽家族—氮化镓基材料简介

GaN基氮化物材料已成功地用于制备蓝,绿,紫外光发光器件,日光盲紫外探测器以及高温,大功率微波电子器件,由于该材料具有大的禁带宽度,高的压电和热电系数,它们还有很强的其他应用潜力,诸如做非挥发存储器以及利用压电和热效应的电子器件等,在20世纪80年代末和90年代初,在GaN基氮化物材料的生长工艺上的突破引发了90年代GaN基器件,特别是光电子和高温,大功率微波器件方面的迅猛发展,文章评述了GaN基氮化物的材料特性,生长技术和相关器件应用。     

基于N型纳米晶硅氧电子注入层的钙钛矿发光二极管

钙钛矿材料由于其禁带宽度可调、光致发光量子产率高、色纯高等优点,使得其在发光器件上具有巨大的应用潜力.电子注入材料是钙钛矿发光器件中的重要组成部分,特别是n-i-p型发光器件,其直接影响后面钙钛矿的生长情况.本文通过向钙钛矿发光二极管中引入一种新型电子注入材料,n型纳米晶硅氧(n-ncSiO_x:H)借助于n-nc-SiO_x:H薄膜平滑的表面,有效地提高了沉积钙钛矿薄膜的结晶质量,同时其能带结构更加匹配,有效地降低了电子的注入势垒.为了进一步提升器件性能,向钙钛矿材料中引入合适比例的甲基溴化胺(MABr)、氯苯反溶剂中引入一定量的苯甲胺(PMA),通过MABr和PMA的协同作用提高了钙钛矿薄膜的覆盖率,降低了钙钛矿薄膜表面的缺陷密度,抑制了钙钛矿薄膜退火过程中的发光猝灭,最终获得了最大电流效率为7.93 cd·A~(-1)、最大外量子效率为2.13%的n-i-p型钙钛矿发光二极管.     

ZnS作为空穴缓冲层的新型有机发光二极管

采用磁控溅射方法在ITO表面沉积了不同厚度的ZnS超薄膜作为有机发光二极管(OLEDs)的缓冲层,使典型结构(ITO/TPD/Alq3/Al)的OLEDs的发光性能得到改善。ZnS缓冲层厚度对器件性能影响的实验结果表明,当ZnS缓冲层厚度为5nm时,器件电流密度提高了近2倍,亮度提高了2倍;当ZnS缓冲层厚度为10nm时,器件发光的电流效率提高18%,器件的性能得到改善。宽禁带的ZnS缓冲层对空穴从阳极到有机功能层的注入有阻碍作用,促进器件载流子平衡,提高了器件发光效率,改善了器件性能。     

21世纪的光学和光电子讲座第二讲 硅基发光材料和器件研究

硅基发光材料和器件是实现光电子集成的关键。文章评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺饵硅,多孔硅,纳米硅以及Ｓｉ／ＳｉＯ２等超晶格结构材料,展望了这些不同硅基发光材料作为发光器件和在光电集成中的发展前景。     

LB膜的电致发光及其器件

Langmuir-Blodgett(LB)膜具有超薄、均匀、取向和厚度可控及在分子水平上可任意组装等特点,以LB膜为发光层所制备的电致发光(EL)器件,发光层的组成和厚度精确可控,制备条件温和,给发光层的制备开辟了一条新途径。论述用作EL器件的发光层、电子传输材料(ETL)和空穴传输层(HTL)的LB膜材料。并以8-羟基喹啉的两亲配合物LB膜为重点,介绍了LB膜的层数、沉积压等制膜参数对EL器件性能的影响,讨论了IB膜EL器件的发光机理,最后,对IB膜EL器件存在的问题及今后的发展前景进行了评述。     

有机电致发光白光器件的研究进展

在十多年的时间里,有机电致发光二极管(Organic Lightemitting Diodes,OLEDs)的研究和应用取得了长足的进展。有机电致发光器件具有许多优点,例如:自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低、成本低等,因此有机电致发光器件极有可能成为下一代的平板显示终端。有机电致发光白光器件因为可以用于全彩色显示和照明,已成为OLED研究中的热点。介绍了有机电致发光白光器件的研究进展,按发光的性质将白光器件分为荧光器件和磷光器件两类,按发光层数将白光器件分为单层和多层器件,对相关材料、器件结构、发光机理等方面进行了讨论。     

21世纪的光学和光电子学讲座 第二讲 硅基发光材料和器件研究

硅基发光材料和器件是实现光电子集成的关键．文章评述了目前取得较大进展的几种主要硅基发光材料和器件的研究,包括掺饵硅,多孔硅,纳米硅以及Ｓｉ／ＳｉＯ２ 等超晶格结构材料．展望了这些不同硅基发光材料作为发光器件和在光电集成中的发展前景     

电场变化对有机磷光器件中激子形成影响的研究

激子形成区域随电场变化的移动会使得有机电致发光器件(OLEDs)的效率和色度发生改变,从而影响器件的性能。文章首先制备了两种OLED器件,器件1为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃∶DCJTB (100∶2∶1 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,器件2为ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶Ir(ppy)₃(100∶2 wt)/BCP(10 nm)/Alq₃(15 nm)/Al,研究了电场强度对单层多掺杂结构器件激子形成的影响。实验发现在多掺杂发光层中,随着电压的增加,Ir(ppy)₃,PVK和DCJTB的发光均增强,PVK和DCJTB发光增强更快。对其发光机制进行分析,认为较高电场下,载流子获得较高能量,更容易形成高能量激子,产生宽禁带材料PVK的发光;另一方面,从能级结构分析DCJTB的带隙较窄, 俘获更多的载流子发光更强。同时,在器件的电致发光(EL)光谱发现在460 nm处一新的发射峰, 发光随着电压的增大相对减弱。为了研究460 nm发光的来源,制备了器件：ITO/PEDOT∶PSS/PVK∶BCP∶Ir(ppy)₃(x∶y∶2 wt)/Alq₃(15 nm)/Al, 改变x, y的比值研究发现,460 nm处的发光依然存在,推测此发光峰应与PVK及BCP之间有关。     

漫谈半导体材料及异质结器件

半导体材料与器件在当代信息社会中扮演着核心角色,相关产品几乎渗透了人类生活的各个角落。文章简要回顾了半导体的研究历史,介绍了半导体材料与相关应用,阐述了半导体异质结器件的工作原理,并展示了半导体自旋电子学及低维窄禁带半导体纳米结构的研究现状与发展前景。     

硅的可见光发射—通向全硅光电子集成之途

由于Ｓｉ是一种禁带宽度只有１．１ｅＶ的间接带隙材料，其发光效率极低，因此长期以来Ｓｉ被认为是一种不可能用于制作可见光区光电器件的材料．但近一两年才出现的多孔硅光致发光现象，对人们的这种传统概念产生了巨大的冲击，一股多孔硅的研究热潮也正在兴起．本文将结合作者在多孔硅方面的工作，对多孔硅光致发光现象的研究背景、现状和潜在的应用作了较详细的介绍．     

利用光学微腔效应调节顶发射蓝光器件的色纯度

有机电致发光器件的发光颜色与色纯度在很大程度上受材料本身的限制,而通过光学微腔效应可以从器件结构上的改变来调节色纯度。本文介绍了一种通过调节有机层厚度,从而获得高纯度单色发光器件的方法。利用这种方法制作了有机顶发射蓝光器件,器件结构为Ag/m-MTDATA/NPB/DPVBi/Alq₃/LiF/Al/Ag)。通过调节有机层的厚度,获得了高色纯度的发光器件,正向出射的蓝光色坐标达到了(0.14,0.07)。     

窄禁带光子晶体能态密度的研究

利用平面波展开法研究了窄禁带光子晶体材料的能态密度分布情况,得到了窄禁带材料构成的三角晶格光子晶体能态密度随着介电常数差值的增大而增大,并且分析了氮化镓在f=0.3时,能态密度分布最小,出现最大光子带隙。研究结果为窄禁带光子晶体器件的构造提供理论依据。     

硫化锌电致发光材料在智能可穿戴领域研究进展

近年来,伴随着柔性电子产业的快速发展,发光显示作为可穿戴集成器件中必不可少的组成部分,人们对其提出了柔性、可拉伸性、自愈合性等额外的需求。基于硫化锌材料的电致发光器件由于发光寿命长、发光组件结构简单等优点,在智能可穿戴领域得到了广泛的研究和关注。本文对硫化锌电致发光材料在智能可穿戴领域的研究进展进行梳理和总结,主要介绍了硫化锌电致发光材料的发光机理、研究热点及未来应用,以期对智能可穿戴领域起到有益的启示和指导作用。     

可调色红光有机电致发光器件

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件,利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层,二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料,在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光,通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构,从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。     

氧化锌及纳米氧化锌研究进展

ZnO是一种重要的直接宽带隙半导体,室温下禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60meV,对于开发蓝绿、蓝光、紫外等多种发光器件有巨大潜力.纳米ZnO表现出与体材料明显不同的电学、磁学、光学、化学等性质,是目前纳米材料的研究热点之一.本文介绍了ZnO和纳米ZnO的一些基本性质,综述了近年来纳米ZnO的合成以及应用等方面研究的一些进展.     

金属氟化物对聚合物发光二极管发光性能的提高

在以聚合物发光材料MEH-PPV为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)的金属阴极与聚合物发光层之间插入一层绝缘的金属氟化物,发光器件的发光性能有所提高,而且绝缘层的厚度会影响器件性能提高的最终效果。特别是具有LiF／Al的双层电极的发光器件,其发光特性与工作性能优良,但稳定性较差的Ba(Ca)／Al电极结构器件的发光特性具有可比性。初步分析表明绝缘层的插入造成了发光聚合物层与金属电极界面的能带发生弯曲,降低了发光器件中少数载流子电子的注入势垒,提高了发光器件中少数载流子电子的注入效率。从而最终导致了发光器件的开启电压、发光强度、外量子效率及电流效率等发光性能指标的显著提高。