M-Z型极化DANS聚合物电光波导强度调制器研究

研究了Mach-Zehnder型极化聚合物电光波导强度调制器的制备工艺.器件采用DANS (4-dimethylamino-4′nitro-stlibene)聚合物为电光波导材料,由电光波导层、上下介质缓冲层、上下金属电极层构成五层波导结构.对五层光波导各层之间的光学、化学以及微加工工艺的相互兼容性进行了深入研究.采用紫外光漂白方法制备出侧壁光滑的条波导,采用钨丝电晕极化方法对DANS聚合物波导进行有效极化,使其具有电光特性.通过优化器件制备工艺,研制出工作波长为1300 nm的M-Z型电光波导强度调制器原型器件.实验测得器件半波电压约为10 V,调制带宽约为1 GHz.     

一种新型共轭聚合物发光二极管老化的拉曼光谱研究

通过显微共焦拉曼光谱 ,对一种以新型的共轭聚合物半导体材料 3,4 (2 乙基己氧基 )苯基 1,3 丙二醇酯 (poly(2 (4 Ethylhexyl) phenyl 1,4 phenylenevinylene) (P PPV) )为发光层的聚合物发光二极管(PLEDs)器件进行了老化研究 ,无论是光致发光光谱还是拉曼光谱都提供证据说明造成器件老化的原因主要是发光层的聚合物的主链结构 ,即聚合物的共轭结构被破坏 ,这对提高以P PPV作为发光层的PLEDs器件的性能提出有用信息。     

基于二维有机无机杂化钙钛矿的薄膜晶体管

三维有机无机杂化钙钛矿因其优异的光电性能被视为光电领域极具前景的材料,但其在湿度环境下的不稳定性成为制约产业化进程的关键因素之一.本文采用一步溶液法成功制备了碘化铅基二维钙钛矿(PEA)_2(MA)_(n–1)Pb_nI_(3n+1) (n=1, 3,6, 20, 30),对钙钛矿的维度及微观结构进行调控,并将其应用作为薄膜晶体管(TFTs)器件的半导体沟道层.实验结果表明,独特的二维层状结构和量子约束效应有效地抑制了器件的环境不稳定性和离子迁移现象, TFTs器件性能得到提高.基于准二维Quasi-2D (n=6)钙钛矿的薄膜晶体管器件空穴迁移率(μ_(hole))达到3.9 cm~2/(V·s)、阈值电压为1.85 V、开关比高于10~4.首次提出将准二维有机无机杂化钙钛矿材料应用到薄膜晶体管中,为制备高性能、高稳定性的薄膜晶体管器件提供了新的思路.     

基于等离激元多重杂化效应的光吸收结构

近年来,以聚合物为代表的高分子材料由于具有比其他光吸收材料(如半导体材料、碳基材料以及贵金属纳米材料)更好的柔性和粘弹性而受到广泛关注.本文基于等离子体再聚合技术和磁控溅射工艺在聚合物材料层上制备了具有等离激元多重杂化效应的光吸收结构,该结构具有宽谱高吸收特性.该结构的制备工艺简单易行,对不同聚合物材料具有通用性,在光学器件领域具有广泛的应用前景.     

n型掺杂PTCDA复合材料对有机发光二极管性能的提高

采用碳酸锂(Li2CO3)为n型掺杂剂,苝四甲酸二酐(3,4,9,10 perylenetetracarboxylic dianhydride,PTCDA)为母体材料,通过真空热蒸发方式制备了n型掺杂的PTCDA复合材料,将其作为电子注入材料应用到NPB/Alq3异质结有机电致发光器件中.研究发现,同LI2CO3:BC...     

15 nm Bulk nFinFET器件性能研究及参数优化

为研究Bulk FinFET工作时基本结构参数、器件温度和栅极材料对其性能的影响,建立了一个15 nm n型Bulk FinFET器件模型,仿真分析了不同栅长、鳍宽、鳍高、沟道掺杂浓度、器件工作温度、栅极材料对器件性能的影响,发现增长栅长、降低鳍宽和增加鳍高有助于抑制短沟道效应;1×10¹⁷ cm^-3以下的低沟道掺杂浓度对器件特性影响不大,但高掺杂会使器件失效;器件工作温度的升高会导致器件性能的下降;采用高K介质材料作为栅极器件性能优于传统材料SiO₂。     

聚合物电光调制器的热稳定性研究

聚合物波导器件的稳定性是影响其实用化的一个关键问题。聚合物波导器件的热稳定性是由波导层(聚合物材料)的热稳定性决定的。采用侧链型和交联型聚氨酯材料分别制成波导电光调制器研究波导器件的热稳定性,热稳定性的判断依据是通过对聚合物调制器升温过程中测量器件的电光性能的变化。研究结果显示两种器件在常温时具有相同的电光性能,在器件升温过程中发现交联型聚氨酯调制器比侧链型聚氨酯调制器有优异的热稳定性。     

金属氧化物基杂化型聚合物太阳电池研究

以有机共轭聚合物为电子给体和无机纳米结构为电子受体组成的杂化型聚合物太阳电池(HPSC), 是一类新型的光伏器件. HPSC将有机物和无机物的光学、电学和力学等性能集成在一起, 其最显著的优点体现在材料来源丰富、性能互补且可调控、易实现低成本组装及轻便等方面. 金属氧化物纳米结构具有环境友好、可见光区透明且易合成等特点, 是很有发展前景的电子受体材料. 本文首先简要介绍了HPSC电池的研究现状、工作原理、器件结构、和稳态及动态表征方法, 然后重点综述了在基于ZnO和TiO₂纳米结构的HPSC方面的研究进展, 包括载流子传输动力学理论模型、高效电池材料与器件的设计和制备、及纳米结构特性相关的器件性能等. 最后, 对我们的研究成果进行了总结, 并展望了电池的后续研究方向和发展前景.     

基于Norland紫外固化胶的热光开关器件

采用新型聚合物材料Norland紫外固化胶（NOA）制备了聚合物M-Z型热光开关器件。对NOA薄膜材料的光学性质进行了表征,采用感应耦合等离子体（ICP）方法制备出形貌良好的波导器件。测得在1 550 nm波长下,长2.2 cm的直波导插入损耗为8.3 dB。在电极上施加直流信号,测得热光开关的消光比为11 dB,驱动功率为85 mW。引入直流偏置网络,获得了器件的开关特性曲线,测得开关器件的上升时间为1.085 ms,下降时间为489.5μs。实验结果表明：NOA材料在热光开关及其它聚合物光波导集成器件的制备中具有很大的应用潜力。     

共轭聚合物单分子构象和能量转移特性研究

利用基于宽场显微光学系统的单分子散焦成像技术测量了不同构象poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)-alt-4,7-bis(thiophen-2-yl)benzo-2,1,3-thiadiazole](PFO-DBT)共轭聚合物单分子的光物理与动力学特性.通过分析共轭聚合物单分子的荧光轨迹和对应的发射偶极取向变化识别共轭聚合物单分子发光单元,发现延伸构象下的单分子呈现多发色团发光特性,而折叠构象下的单分子保持高效链间能量转移,呈现单个发色团发光特性.共轭聚合物单分子构象对能量转移效率的影响可用于研究基于共轭聚合物的光电器件和分子器件.     

Structure design for high performance n-type polymer thermoelectric materials

Organic thermoelectric(OTE)materials have been regarded as a potential candidate to harvest waste heat from complex,low temperature surfaces of objects and convert it into electricity.Recently,n-type conjugated polymers as organic thermoelectric materials have aroused intensive research in order to improve their performance to match up with their ptype counterpart.In this review,we discuss aspects that affect the performance of n-type OTEs,and further focus on the effect of planarity of backbone on the doping efficiency and eventually the TE performance.We then summarize strategies such as implementing rigid n-type polymer backbone or modifying conventional polymer building blocks for more planar conformation.In the outlook part,we conclude forementioned devotions and point out new possibility that may promote the future development of this field.     

Low-temperature saturation of dephasing in heavily doped conjugated polymers

Based on our low temperature (down to 0.5 K) electronic transport studies of heavily doped polyacetylene and magnetotransport results reported for other heavily doped conjugated polymers, we demonstrate that the low-temperature saturation of electron dephasing found for metallic and semiconducting materials is also exhibited in conducting polymers. Such behavior explained by a model, which involves electron dephasing by two-level systems of a special type originating from initially symmetric defect configurations where the symmetry is partially lifted by disorder.     

新型联苯胺基窄带隙共轭聚合物的光学及电化学性能研究

随着化石燃料的日益枯竭,人类社会对能源的需求在不断增长。为了平衡能量应用需求并提升能量使用效率,开发高效能量转换材料与电化学储能材料成为当前研究的重要课题。导电聚合物基电极材料面临着相应储能器件能量密度、功率密度、循环性能不高的挑战,需进行结构改性提高电导率、改善界面性质。鉴于共轭高分子的电子结构、光学及电化学性质由共轭链骨架结构决定,对导电共轭聚合物进行结构修饰以提升其电荷传输性能和载流子迁移率,进而设计合成新型高迁移率导电聚合物基共轭聚合物是提高相应器件特性的关键所在。已有研究大多借助复杂的结构设计来实现提升迁移率,设计合成了结构简单,有助提升电荷迁移的新型窄带隙聚联苯胺基共轭聚合物聚物。通过光谱学及电化学方法对材料结构与性能进行了表征分析。采用核磁共振氢谱、红外光谱,X射线粉末衍射对单体及聚合物进行了结构表征,通过紫外光谱、紫外可见漫反射、循环伏安、计时电位、交流阻抗对其进行了光学及电化学性能测试。结果表明,成功制得具有预期结构的共轭聚合物,所得聚合物结晶性较佳,光学带隙E_g^opt为1.85eV,HOMO及LUMO能级分别为-5.44和...     

高压下氢基超导体的研究进展

实现室温超导一直是人们长期追寻的梦想,寻找和合成出具有室温超导性的新材料已成为 凝聚态物理学家和材料物理学家的“圣杯”。近年来,随着理论和实验相继发现超导临界温度高于 200 K 的 H3S 和 LaH10,氢基超导体已逐渐成为实现室温超导的最佳候选,成为物理学、材料科 学等多学科研究的热点领域之一。在本文中,我们将概述超导材料的发展历史和几种典型超导材 料,重点介绍当前高压下氢基超导体的研究进展及面临的挑战,详细讨论中低压力范围氢基高温 超导体的设计思路,展望氢基超导体在低压甚至常压下实现高温乃至室温的可能性。     

新型含咔唑聚芴类共轭聚电解质及其前驱体的合成与光电性能

采用Suzuki偶合反应成功地合成了一系列在主链上具有不同含量苯并噻二唑单元的聚咔唑和含胺基芴的衍生物:聚[3,6-(N-(2-乙基己基))咔唑-2,1,3-苯并噻二唑-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴](PCzN-BTDZ);通过对所得聚合物的季铵盐化后处理得到了其相应的聚电解质衍生物:聚[3,6-(N-(2-乙基己基))咔唑-2,1,3-苯并噻二唑-9,9-(双(3′-(N,N-二甲基)-N-乙基铵)丙基)芴]二溴(PCzNBr-BTDZ)。通过对它们的电致发光性能的研究,发现所有的聚合物用高功函数铝作阴极的器件具有和用钡/铝作阴极的器件相近的发光性能,说明这类聚合物具有良好的电子注入性能。不同比例的2,1,3-苯并噻二唑(BTDZ)的引入使聚合物中发生有效的能量转移,调节了聚合物的发光颜色;同时也提高了聚合物的器件性能。其中聚合物PCzN-BTDZ1在器件结构为ITO/PEDOT/PVK/Polymer/BaAl时的效率达0.99%,高于PCzN在相同器件结构时的效率(0.14%)。     

n-type ZnS used as electron transport material in organic light-emitting diodes

This paper reports on the n-type ZnS used as electron transport layer for the organic light-emitting diodes (OLEDs). The naphthyl-substituted benzidine derivative (NPB) and tris (8-hydroxyquinoline) aluminium (AlqOLEDs n型ZnS 电子运输层 亮度 效率 功能发光二极管OLEDs, n-type ZnS, electron transport layer, luminance, efficiencyProject supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No 60476005), the Scientific Research Foundation for Returned Overseas Chinese Scholars, the State Education Ministry, the State Key Program for Basic Research of the Ministry of Science and Technology of China (Grant No 2003CB314707), and the Key Project of National Natural Science Foundation of China (Grant No 50532090).2005-11-211/9/2006 12:00:00 AMThis paper reports on the n-type ZnS used as electron transport layer for the organic light-emitting diodes （OLEDs）. The naphthyl-substituted benzidine derivative （NPB） and tris （8-hydroxyquinoline） aluminium （Alq3） are used as the hole transport layer and the emitting layer respectively. The insertion of the n-type ZnS layer enhances the electron injection in the OLEDs. The study was carried out on OLEDs of structures： indium-tin-oxide （ITO）/NPB/Alq3/ZnS/LiF/AL, ITO/NPB/Alq3/LiF/AL and ITO/NPB/Alq3/AL. The luminance and efficiency of the device containing this electron transport layer are increased significantly over those obtained from conventional devices due to better carrier balance.     

Recent advances on π-conjugated polymers as active elements in high performance organic field-effect transistors

As high-performance organic semiconductors, π-conjugated polymers have attracted much attention due to their charming advantages including low-cost, solution processability, mechanical flexibility, and tunable optoelectronic properties. During the past several decades, the great advances have been made in polymers-based OFETs with p-type, n-type or even ambipolar characterics. Through chemical modification and alignment optimization, lots of conjugated polymers exhibited superior mobilities, and some mobilities are even larger than 10 cm²·V⁻¹·s⁻¹ in OFETs, which makes them very promising for the applications in organic electronic devices. This review describes the recent progress of the high performance polymers used in OFETs from the aspects of molecular design and assembly strategy. Furthermore, the current challenges and outlook in the design and development of conjugated polymers are also mentioned.     

应用于钙钛矿太阳能电池中金属氧化物电子传输材料的研究进展

基于有机金属卤化铅钙钛矿材料作为光活性层的太阳能电池(PSCs)已经获得了25.2%的认证效率,是除硅基太阳能电池外被认为最有可能实现商业化的太阳能电池之一。电子传输层是PSCs器件结构的最基本组成之一,其构成材料与光活性层的成膜质量、界面电荷的快速提取以及能级匹配等密切相关。因而,电子传输材料在PSCs的光伏性能及稳定性调控方面发挥着重要作用。本文对应用在PSCs中的金属氧化物电子传输材料进行了回顾与总结,着重强调了材料的纳米结构与制备工艺、半导体特性与分类以及掺杂与界面修饰等方面的研究进展,并对其今后的发展进行了展望。     

高相对分子质量8-羟基喹啉锂聚合物的制备和性能

高分子电致发光显示器(PLED)是近几年来国际、国内的研究热点,取得了很大的进展,其中高分子化金属配合物是一类很有价值的功能材料。通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)、苯乙烯(S)和含有8-羟基喹啉的单体共聚合成模板聚合物,再与氢氧化锂作用,实现了8-羟基喹啉锂配合物的高分子化,获得了一种能够溶解在普通的溶剂中的高相对分子质量的含喹啉锂配合物的发光聚合物,并利用元素分析、¹H-NMR、FTIR、UV、PL光谱、DSC、TGA、GPC等方法对其结构和性能作了表征。紫外吸收和光致发光(PL)光谱说明合成共聚物的发光来自于Liq基团,引入的可聚合的链段以及共聚物中的甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯链段,并没有影响发光波长的改变。亲核溶剂改变8-羟基喹啉金属配合物分子结构,使共聚物光谱明显红移20nm左右。