具有Au/MoO_3空穴注入层的有机发光二极管

研究了单层MoO3(5nm)和复合Au(4nm)/MoO3(5nm)HILs对OLEDs器件性能的影响,器件结构为ITO/HIL/NPB(40nm)/Alq3(60nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)。与单层MoO3HIL的器件相比,具有复合Au/MoO3HIL的器件具有较大的电流和亮度。这是由于Au的功函数介于ITO和MoO3之间,导致Au的引入提高了空穴的注入效率。     

基于MoO_3/Au/MoO_3透明电极的有机太阳能电池

以透明导电薄膜Mo O3/Au/Mo O3代替铟锡氧化物(ITO)作为有机太阳能电池(OSCs)的阳极,研究了一系列结构为Mo O3/Au/Mo O3的透明电极和Mo O3(y nm)/Au(x nm)/Mo O3(y nm)/Cu Pc(25 nm)/C60(40nm)/BCP(8 nm)/Al(100 nm)的有机太阳能电池。研究表明,Mo O3/Au/Mo O3电极的光电特性可通过改变各层薄膜厚度加以调控,在Mo O3薄膜厚度为40 nm、Au薄膜厚度为10 nm时性能最优,且以该薄膜为电极的有机太阳能电池器件的性能接近于电极为ITO的有机太阳能电池器件。     

通过插入Au薄膜改善绿光OLED器件的发光色纯度

在一些有机电致发光器件中,Au常被用作阳极,研究者希望Au在导电的同时兼具半透明可出光的属性,这要求Au在能导电的同时厚度要尽量薄。因此制备两种金属共同组成电极成为了选择。将半透明Au/Al层插入阳极一侧,制备了结构为ITO/Al(16 nm)/Au(10 nm)/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件,相对于器件ITO/TPD(30 nm)/AlQ(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al在长波方向出现了光谱窄化现象,通过分析和实验判断该现象是Au薄膜特有的对光的选择透过性造成,而并非微腔效应。阳极一侧加入了Au/Al的器件保持了广视角无角度依赖的优点,同时可以输出滤掉部分红光的纯度更高的发光,发光色纯度得到了改善。     

4,4′,4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺掺杂MoOx作为空穴传输层对有机太阳电池性能的影响

通过采用4,4′,4″-三(N-3-甲基苯基-N-苯基氨基)三苯胺 (m-MTDATA)掺入MoO_x作为器件的空穴传输层来提高酞菁铜(CuPc)/C₆₀小分子 有机太阳电池的效率. 采用真空蒸镀的方法制备了一系列器件, 其中结构为铟锡氧化物 (ITO)/m-MTDATA:MoO_x(3:1)(30 nm)/CuPc(20 nm)/C₆₀(40 nm)/4,7-二苯 基-1,10-菲罗啉 (Bphen)(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm)的器件, 在AM1.5 (100 mW/cm²)模拟太阳光的照射条件下, 开路电压V_oc=0.40 V, 短路电流J_sc=6.59 mA/cm², 填充因子为0.55, 光电转换效率达1.46%, 比没有空穴传输层的器件ITO/CuPc(20 nm)/C₆₀(40 nm)/Bphen(8 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(100 nm) 光电转换效率提高了38%. 研究表明, 加入m-MTDATA:MoO_x(3:1)(30 nm)空穴传输层减小了有机层和ITO电极之间的接触电阻, 从而减小了整个器件的串联电阻, 提高了器件的光电转换效率.     

有机薄膜晶体管驱动聚合物发光二极管研究

研究了有机薄膜晶体管(OTFT)与聚合物发光二极管(PLED)集成制备技术和相关物理问题.OTFT结构为栅极钽(Ta)/绝缘层五氧化二钽(Ta2O5)/有源层并五苯(Pentacene)/源漏极金(Au);PLED器件结构为ITO/PEDOT:PEO(polyethylene oxide)/P-PPV或MEH-PPV/Ba/Al.PEDOT:PEO,P-PPV和MEH-PPV薄膜层均采用丝网印刷技术,实现了OTFT与PLED器件集成发光.其中OTFT器件的阈值电压为-7V,迁移率为0.91cm2/(V.s),并通过OTFT驱动得到以P-PPV和MEH-PPV为发光层的PLED器件的发光亮度分别达到124和26cd/m2,电流效率分别为12.4和1.1cd/A.利用丝网印刷技术可以有效控制高分子薄膜的沉积区域,实现功能器件的集成.     

基于铱配合物材料的高效高稳定性有机发光二极管

使用基于重金属Ir的新磷光材料(tpbi)₂Ir(acac)，制备了多层结构有机发光二极管器件: ITO/CuPc (40 nm)/α-NPD (45 nm)/CBP: (tpbi)₂Ir(acac) (3%, 30nm)/BCP(20 nm)/Alq₃ (20 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm).测试了材料的寿命、光谱吸收性质和器件的I-V-L特性.器件在低电压下电流符合热发射注入模型，高电压下I-V呈线形关系.不同偏压下器件发光光谱稳定，多峰拟合结果表明器件光谱由α-NPD发光峰(450 nm)，(tpbi)₂Ir(acac)主发光峰(518 nm)和肩峰(543 nm)构成.驱动电压为6 V时，器件效率达到最大12.1 lm/W，此时亮度为136 cd/m²，器件亮度最大为13500 cd/m²，此时效率为0.584 lm/W. 关键词： 有机发光二极管 磷光 效率 I-V-L特性')" href="#">I-V-L特性 光谱     

基于有机异质结C60/ZnPc的绿色磷光TOLED

以有机异质结C_(60)/ZnPc作为电荷产生层,制备结构为ITO/TPBi(40nm)/C_(60)(xnm)/ZnPc(x nm)/NPB(40nm)/Al(120nm)和ITO/TPBi(40nm)/LiF(ynm)/Al(2nm)/C_(60)(5nm)/ZnPc(5nm)/MoO_3(3nm)/NPB(40nm)/Al(120nm)的非发光倒置器件,其中x的值为0、5、10和15,y的值为0、0.5、1.0和1.5.实验证明,有机异质结C_(60)/ZnPc可在外电场下实现电荷分离,加入LiF/Al和MoO_3可更有效地提高电荷产生层的电荷分离和注入能力.基于LiF/Al/C_(60)/ZnPc/MoO_3结构,制备绿色磷光叠层有机发光二极管,进一步研究该电荷产生层对叠层器件的光电性能影响.结果表明,电荷产生层的电荷分离和注入可影响叠层器件内部的电荷注入平衡,进而对器件性能产生影响.当LiF、Al、C_(60)、ZnPc和MoO_3结构厚度分别为0.5nm、1nm、5nm、5nm和3nm时,电荷产生层产生的电荷与两侧电极注入的电荷达到匹配,使叠层器件具有最佳光电性能,获得了高效绿色磷光叠层器件,其驱动电压明显低于单层器件2倍,最大亮度、电流效率和功率效率分别达84 660cd·m~(-2)、94.7cd·A~(-1)和43lm·W~(-1).     

双量子阱结构OLED效率和电流的磁效应

通过结构为ITO/NPB(60 nm)/ Alq₃ ∶1 wt% rubrene(20 nm)/ Alq₃(3 nm)/ Alq₃ ∶1 wt% rubrene(20 nm)/ Alq₃(20 nm)/LiF/Al的双量子阱的黄色有机电致发光器件,研究了不同磁场强度下的发光效率和电流变化特性. 研究结果表明该器件的电流是随着磁场强度的增加而单调下降的,显示了器件的电阻是随着磁场强度的增加而增加的. 同时也得到了该结构有 关键词： 量子阱 磁场 OLED 磁效应     

一种提高有机电致发光器件发光效率的新方法:金属超薄层

在有机电致发光器件中插入金属超薄层常会带来一些意想不到的作用。在无机材料MoQ_3与有机材料TPD之间插入5 nm金属层Au,制备了结构为ITO/MoO_3(5 nm)/Au(5 nm)/TPD/AlQ/LiF/Al的OLED器件。相对于没有金属层Au的器件,发光效率得到了提高。通过分析认为Au在TPD和MoO_3之间形成一个小的空穴陷阱,在降低了器件中的电流密度的同时,由于5nm的Au对AlQ绿光的光透过率大于80%,发光亮度未受明显影响,是发光效率提高的原因。本文为提高OLED器件发光效率提供了新的思路和实验依据。     

基于半导体性单壁碳纳米管/富勒烯异质结的高性能透明全碳光电探测器

利用半导体性单壁碳纳米管(SWCNT)的高吸收系数、优异的光电特性和高载流子迁移率等特点,本文构筑了基于半导体SWCNT(sc-SWCNT)/富勒烯(C₆₀)异质结的透明全碳宽光谱的场效应晶体管光电探测器。该器件的大部分结构均由碳基材料组成,全碳异质结作为导电沟道材料,金属性SWCNT作为源漏电极,氧化石墨烯(GO)作为介质层,在可见光波段的透光率均高于80%。电学测试结果表明：该光电探测器表现出了较强的栅控能力,实现了从405～1 064 nm的可见光-近红外宽光谱响应,在5 mW/cm²的940 nm激光照射下,该器件光电响应率可以达到18.55 A/W,比探测率达到5.35×10¹¹ Jones,同时,表现出了优异的循环稳定性。     

利用混合有机空穴传输材料提升有机薄膜晶体管场效应迁移率

通过采用在并五苯薄膜与源漏电极之间插入10 nm 并五苯掺杂的N,N’-二苯基-N,N’-二（3-甲基苯基）-1,1’-联苯-4,4’-二胺薄膜的方法研究了基于并五苯有源层的底栅错面型有机薄膜晶体管的电学特性。研究发现：N,N’-二苯基-N,N’-二（3-甲基苯基）-1,1’-联苯-4,4’-二胺的引入可以有效改善有源层和源漏电极接触界面的表面形貌,利于形成欧姆接触,从而改善器件性能,最终使优化器件的迁移率由（0.1±0.01）cm²/（V·s）提升至（0.31±0.02）cm²/（V·s）,阈值电压由（－34.6±1.3）V 降至（－30.1±1.2）V。     

Solution-processed P3HT-based photodetector with field-effect transistor configuration

In this paper, we presented a solution-processed photodetector with a configuration of field-effect transistor Au/poly(3-hexylthiophene) (P3HT)/poly(methyl methacrylate) (PMMA)/Al, in which P3HT acts as the active layer and PMMA as dielectric layer, and the drain and source electrodes (Au) were fabricated through a shadow mask. Using the top-gate bottom-contact configuration and employing orthogonal solvent to avoid “solution corrosion”, the devices with three different thicknesses (38, 150 and 223 nm) of the P3HT layer were investigated, and all of them showed typical transistor properties and their drain–source current can be controlled by the gate voltage. The photocurrent of the device Au/P3HT(223 nm)/PMMA(930 nm)/Al shows an obvious increment over a broad range of wavelengths from 350 to 650 nm, giving a maximum photo-to-dark current ratio of 2,404 with a photoresponsivity of 22.71 mA/W under the incident 350 nm light at V _DS = ?5 V.     

Laterally-grown ZnO-nanowire photodetectors on glass substrate

We propose a simple method to fabricate laterally-grown ZnO-nanowire photodetectors on glass substrates. It was found that cutoff of the fabricated photodetector occurred at 360 nm with a transition region of only 30 nm. With an incident light wavelength of 350 nm and an applied bias of 0.1 V, it was found that measured responsivity of the photodetector was 6.04×10⁻³ A/W with an ultraviolet-to-visible rejection ratio larger than 600.     

基于石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管的光电探测器

以等离子增强化学气相沉积法制备的石墨烯作为导电沟道材料,将其与无机CsPbI_3钙钛矿量子点结合,设计并制备了石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管光电探测器.研究和分析了石墨烯作为场效应晶体管的电学特性及其与钙钛矿量子点结合作为光电探测器的光电特性.结果表明,石墨烯在场效应晶体管中表现出良好的电学性质,其与钙钛矿量子点的结合对波长为400 nm的光辐射具有明显的光响应,在光强为12μW时器件光生电流最大为64μA,响应率达6.4 A·W~(-1),对应的光电导增益和探测率分别为3.7×10~4,6×10~7Jones(1 Jones=1 cm·Hz~(1/2)·W~(-1)).     

电极肖特基接触对有机光敏晶体管性能的影响

有机光敏晶体管是一种在有机场效应管结构中引入光控“栅极”的新型光探测器件,其光灵敏度、光响应度性能参数与源/漏电极和有源层的接触情况关系密切。本文通过真空蒸发法分别制备了采用金电极和铝电极的单层并五苯及酞菁铜有机光敏晶体管。研究了它们在黑暗和光照条件下的输出及转移特性。结果表明,高迁移率的并五苯有源层更适合搭配接触特性较好的金电极,该器件具有和铝电极器件相同高水平的光灵敏度~3×104,但其光响应度是铝电极器件的13倍;而低迁移率的酞菁铜薄膜较适合搭配能够和有源层形成肖特基接触的铝电极,有利于抑制暗电流、增强激子解离效率、提高光电流,进一步使器件在获得和金电极器件同数量级光响应度的同时,其光灵敏度是金电极器件的102倍。本文对光照下电极/有源层肖特基接触的能带变化做了理论分析,总结归纳了有机光敏晶体管电极材料和有源层材料的初步筛选规律。     

背入射Au/ZnO/Al结构肖特基紫外探测器

设计制作了一种Au/ZnO/Al结构的紫外探测器,光的入射方式采用背入射式。ZnO薄膜是用磁控溅射在蓝宝石衬底上制备的。I-V测试表明:Au与ZnO形成了肖特基接触。得到探测器的光响应峰值在352nm,截止边为382nm,可见抑制比达一个量级。由于该探测器是一种垂直结构器件,对于进一步实现ZnO紫外探测器阵列及单光子探测有很好的研究价值。     

低接触电阻率Ni/Ag/Ti/Au反射镜电极的研究

研究了Ag的厚度、退火时间、沉积温度对于Ni/Ag/Ti/Au电极的反射率及与p-GaN欧姆接触性能的影响. 利用分光光度计测量反射率, 采用圆形传输线模型计算比接触电阻率. 结果表明: 随着Ag厚度的增加, Ni/Ag/Ti/Au电极的反射率逐渐增大; 在氧气氛围中, 随着退火时间从1 min增至10 min, 300 ℃退火时, 比接触电阻率持续下降, 而对于400-600 ℃退火, 比接触电阻率先减小后增大; 在300和400 ℃氧气中进行1-10 min 的退火后, Ni/Ag/Ti/Au的反射率变化较小, 退火温度高于400 ℃时, 随着退火时间的增加, 反射率急剧下降; 在400 ℃氧气中3 min退火后, 比接触电阻率可以达到3.6×10^-3 Ω·cm². 此外, 适当提高沉积温度可以增加Ni/Ag/Ti/Au的反射率并降低比接触电阻率, 沉积温度为120 ℃条件下的Ni/Ag/Ti/Au电极在450 nm处反射率达到90.1%, 比接触电阻率为6.4×10^-3 Ω·cm². 综合考虑电学和光学性能, 在沉积温度为120 ℃下蒸镀Ni/Ag/Ti/Au (1/200/100/100 nm)并在400 ℃氧气中进行3 min退火可以得到较优化的电极. 利用此电极制作的垂直结构发光二极管在350 mA电流下的工作电压为2.95 V, 输出光功率为387.1 mW, 电光转换效率达到37.5%.     

基于量子限制的受主带间跃迁太赫兹探测器的制备与测量

使用分子束外延生长设备,在GaAs（100）衬底上生长了量子阱宽度为3 nm的GaAs/AlAs多量子阱样品,并在量子阱层中央进行了Be受主的δ-掺杂。根据量子限制受主从束缚态到非束缚态之间的跃迁,设计并制备了δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱太赫兹光探测器原型器件。在4.2 K温度下,分别对器件进行了太赫兹光电流谱和暗电流-电压曲线的测量。在6 V直流偏压下,空穴载流子沿量子阱层方向输运。当正入射激光频率为6.8 THz时,器件响应率为2×10^-4 V/W（2 μA/W）。通过器件的暗电流-电压曲线计算了器件全散粒噪声电流,在4.2 K、6 V直流偏压下,全散粒噪声电流为5.03 fA·Hz^-1/2。     

基于标准CMOS工艺的UV/blue光电探测器

基于UMC 0.18μm CMOS工艺,提出一种适合紫外/蓝光探测的探测器,该器件由栅体互联的NMOS晶体管和横向/纵向光电二极管构成.其中,浅结的光电二极管由UMC工艺中Twell层(浅P阱)和Nwell层形成,以增强其对紫外/蓝光的吸收,栅体互联的NMOS晶体管可以放大光电流,提高探测器的灵敏度和动态范围.仿真结果表明,本文设计的紫外/蓝光探测器具有低的工作电压和暗电流,对300~550nm波长范围的光具有高的响应度和宽的动态范围.在弱光条件下(光强小于1μW/cm2),响应度优于105 A/W,随着光强增大,响应度逐渐降低,但总体仍超过103 A/W.     

悬空氧化铟纳米线晶体管制备与光电性能表征

一维(1D)半导体纳米线在纳米电子学和纳米光子学中表现出色。然而,纳米线晶体管的电特性对纳米线与衬底之间的相互作用非常敏感,而优化器件结构可以改善纳米线晶体管的电学和光电检测性能。本文报道了通过一步式光刻技术制造的悬浮式In₂O₃纳米线晶体管,显示出54.6 cm²V^?1s^?1的高迁移率和241.5 mVdec^?1的低亚阈值摆幅。作为紫外光电探测器,光电晶体管显示出极低的暗电流(~10?13 A)和高响应度1.6×10⁵ A?W^?1。悬浮晶体管的沟道材料的这种简单而有效的制备方法可广泛用于制造高性能微纳米器件。