辐射与发光 发光与发光器件

O482.312006053829驱动电压频率对固态阴极射线发光影响的研究=Influenceof frequency on solid state cathodoluminescence[刊,中]/刘德昂(北京交通大学光电子技术研究所,发光与光信息技术教育部重点实验室.北京(100044)),徐征…//光谱学与光谱分析.—2006,26(6).—987-990用Si O2作为电子加速层,有机材料MEH-PPV为发光层,在正弦交流电压驱动下实现了固态阴极射线发光,得到410和580nm两个发光峰。通过研究这两个发光峰的性质,证实它们分别符合能带理论和分子理论。改变驱动电压的频率时,长波峰的发光强度随频率的增加而增加,而短波峰的…     

固态阴极射线发光的表征

固态阴极射线发光（SSCL）是一种全新的激发方式,是发光的一个分支．文章作者辨认了固态阴极射线发光的本质,证明了它的普适性．文章对固态阴极射线发光的本质作了进一步的分析,分析了它的发光光谱及随驱动电压提高时的变化规律,证明了固态阴极射线激发既可引起激子发光,又可引起扩展态发光,扩展态的发光是激子离化后产生的电子一空穴的直接复合．文章作者还研究了固态阴极射线发光的瞬态特性及发光的衰减,证明了在它的发光波形中用传统的位相方法已不能表示固态阴极射线发光与激发电压的时间关系,并从它的两个发光峰随频率变化的明显差别提出了实测真实发光寿命的思路．     

不同加速层材料对固态阴极射线发光的影响

在固态阴极射线发光中,过热电子碰撞激发有机材料而发光,因此加速层对电子的加速能力是影响器件发光亮度的关键因素之一.分别以SiO2和ZnO作为加速层.制备出两种固态阴极射线发光器件A:ITO/MEH-PPV/SiO2/Al和B:ITO/MEH-PPV/ZnO/Al.通过理论计算比较了电子从电极注入到加速层的隧穿电流密度以及SiO2层与ZnO层的电场强度,计算结果表明:在相同驱动电压下,SiO2作为电子加速层时隧穿电流的密度要大于ZnO层的隧穿电流的密度,并且SiO2层的电场强度比ZnO层的电场强度大.实验结果表明:SiO2作为加速层的器件的发光强度高于以ZnO为电子加速层器件的发光强度.     

Si3N4做电子加速层的聚［2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1，4-苯撑乙烯撑］固态阴极射线发光

用Si₃N₄作为电子加速层制备了固态阴极射线发光器件,其中发光层为聚［2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑］(MEH-PPV).在交流电压的驱动下,实现了MEH-PPV的固态阴极射线发光.与SiO₂做电子加速层的器件进行了对比研究,两种器件在交流电场的驱动下都得到了波峰位于417nm的短波长发光峰,它来自有机物中电子从最低未占分子轨道到最高占据分子轨道的直接复合发光,这进一步证明了固态阴极射线理论的正确性.在交流高场下比 关键词： 固态阴极射线发光 3N₄')" href="#">Si₃N₄ 电子加速层 电致发光     

Si3N4做电子加速层的聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑]固态阴极射线发光

用Si3N4作为电子加速层制备了固态阴极射线发光器件,其中发光层为聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV).在交流电压的驱动下,实现了MEH-PPV的固态阴极射线发光.与SiO2做电子加速层的器件进行了对比研究,两种器件在交流电场的驱动下都得到了波峰位于417 nm的短波长发光峰,它来自有机物中电子从最低未占分子轨道到最高占据分子轨道的直接复合发光,这进一步证明了固态阴极射线理论的正确性.在交流高场下比较了Si3N4和SiO2的电子加速能力,发现SiO2的电子加速能力要优于Si3N4的电子加速能力.     

MEH-PPV/SiO_2异质结发光机理和非晶SiO_2二次特性的研究

在薄膜电致发光中采用有机聚合物MEH-PPV和无机半导体SiO_2复合制成异质结发光器件,利用SiO_2的加速、倍增和离化的二次特性,实现了固态阴极射线发光.结构为ITO/SiO_2/MEH-PPV/SiO_2/Al的发光器件,其电致发光光谱的显著特征是有两个发光谱带.光谱中除了波长较长(峰值为583 nm)的MEH-PPV的激子发光谱外,还观察到了波长较短(峰值为403 nm)的蓝色发光谱,并且长短波的发光强度随着电压的不同而变化.电压较低时,只有长波光发射.当电压较高时,只有短波光存在.这种有两个谱带的发光是固态阴极射线发光的独特标志,它是一种全新的激发方式,引发出发光学中一些新而重要的问题.固态阴极射线发光理论的重要方面之一就足SiO_2的二次特性.文章研究了固态阴极射线发光动力学问题,高电场下SO_2二次特性及厚度对二次特性的影响.     

有机磷光材料的固态阴极射线发光研究

采用有机磷光材料三-(2-苯基吡啶)-铱(Ir(PPY)₃)与无机材料SiO₂复合制成夹层结构器件,用交流电压驱动获得了Ir(PPY)₃主峰位于517nm的发光和主峰位于435nm的蓝色发光.通过分析器件的光谱特性,发现这两个发光峰都是源于SiO₂中加速电子直接碰撞激发有机层引起的固态阴极射线发光.继实现多种有机聚合物材料和有机小分子材料八羟基喹啉铝(Alq₃)的固体阴极射线发光之后,又证实了有机 关键词： 夹层结构器件 有机磷光材料 固态阴极射线发光     

有机场致发光中能带模型与分子理论的讨论

在有机场致发光中,能带模型及分子理论从20世纪就存在尖锐的矛盾。在分层优化方案中,经SiO₂加速后的电子能量可以到达10eV,这足以激发发光材料发光,将分层优化方案应用到有机场致发光材料中。发现了固态阴极射线发光(SSCL),经过对它的交叉证明、普适性的验证,肯定了固态阴极射线的发光确实是在发光二极管,无机及有机场致发光之外的一种完全新型的电场诱导的发光。SSCL的特征是在它的光谱中出现短波发光峰,实验证明长波发光峰的减弱是由于电场离化效应。研究了这种效应出现的电压阈值并和SSCL的短波峰出现的电压相比,发现短波峰的出现是在激子的电场离化之后,从而找出了电子处于局域态与扩展态的分水岭,解释了在有机场致发光中能带模型和分子理论并不矛盾,只是适用的条件不同。激子的离化是随电场强度而渐进的变化,因此会有一个两种过程并存的范围。     

MEH-PPV固态阴极射线发光动力学研究

在分层优化基础上，用MEH-PPV和SiO2复合制成夹层结构器件，在交流电压的三个区域下 ，表现出不同的发光.在电压较低时得到了红色发光，电压较高时得到了蓝色发光，电压的中间区域为两种发光的叠加.这两种发光都是源于SiO2中加速电子直接碰撞激发有机发光层而引起的固态阴极射线发光.通过对器件光学特性的研究，分析了光谱变化的范围及规律.     

ZnO纳米棒在聚［2-甲氧基-5-（2-乙基-己氧基）-1，4-苯撑乙烯撑］固态阴极射线发光器件中的应用研究

利用ZnO纳米棒阵列场发射电极,以SiO₂做为电子加速层制备了固态阴极射线器件,发光层为聚［2-甲氧基-5-（2-乙基-己氧基）-1,4-苯撑乙烯撑］（MEH-PPV）,在交流驱动下得到了MEH-PPV的固态阴极射线发光,探测到了长波峰和短波峰的发射,并和无电子加速层的器件做了比较,证明混合激发模式下的器件在长波长的发光亮度更大. 关键词： 固态阴极射线 ZnO纳米棒阵列 电子加速 电致发光     

高亮度掺杂红色有机电致发光器件的制备与光电性能研究

采用真空热蒸镀的方法,在高精度膜厚控制仪监控下,实现了有机薄膜功能材料的精确蒸镀,其中发光层采用主体材料与掺杂材料在一个真空腔体同时共同蒸发,制备了一种高亮度多层结构的红色有机电致发光(OLED)器件:ITO-CuPc(20 nm)--αNPD(60 nm)-Alq3(40 nm)∶Rubrene(10%)∶DCJTB(1%)-Alq3(20 nm)-LiF(10 nm)-Al(100 nm)。研究发现:驱动在电压为5~52 V变化时,其亮度基本满足线性增加关系,随之饱和;随着驱动电压的变化,其电致发光光谱有蓝移的现象,发射峰从638 nm变到632 nm,同时色坐标CIEx,y值也发生相应的变化;器件的流明效率在驱动电压较低时(V=5 V),达到最大值ηLmax=0.497 lm.W-1,随着驱动电压的增加,流明效率有降低的趋势。     

金纳米颗粒的紫外、蓝紫光波段光致荧光特性

采用电化学方法制备出粒径在20～30 nm的悬浮胶体金纳米颗粒。研究了金纳米颗粒的荧光发射光谱特性。在377和459 nm观察到两个荧光发射峰,分别位于紫外和蓝紫光波段,对应的敏感激发波长为220 nm。减小激发光强度或降低金纳米颗粒的粒子数密度都会使377 nm处的荧光发射峰强度减弱。位于459 nm处的荧光发射峰对激发光强度和颗粒数密度变化更为敏感,并且在激发光强度降低到一定阈值或粒子数密度高于一定阈值后消失。随着激发光强度的增加,位于377和459 nm处的两发射峰强度逐渐靠近,其比值逼近于1。实验结果与随机分布介质的自组织散射式谐振腔理论符合得较好。这表明胶体金纳米颗粒中存在循环多重散射,并由此引发了蓝光及紫外波段的荧光增强,这在光存储和全色显示等方面具有潜在的应用前景。     

Er^3+,Cr^3+共掺杂BaAl2Si2O8荧光粉的发光性质及能量传递

利用高温固相法合成BaAl2Si2O8:Cr^3+,Er^3+系列荧光粉,研究了Cr^3+和Er^3+掺杂对BaAl2Si2O8材料发光特性的影响.BaAl2Si2O8:Er^3+荧光样品在393 nm激发波长下只呈现出峰值为550 nm的绿色荧光,来源于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的叠加.BaAl2Si2O8:Cr^3+荧光样品在550 nm激发波长下呈现峰值为694 nm的红色荧光,来源于2E→4A2的跃迁.在共掺杂样品BaAl2Si2O8:Cr^3+,Er^3+中,用Cr^3+激发峰的凹槽处380 nm作为激发光,得到的发射峰不仅有Er^3+的发射峰位,还有Cr^3+的发射峰位,说明两个离子之间可能存在辐射能量传递;对共掺杂BaAl2Si2O8:1%Cr^3+,x%Er^3+样品的荧光光谱进行测试,随着x的增加,Cr^3+的激发和发射光谱强度均有所增加,并且当x=0.5时,光谱强度是原来的4倍.另外,当固定Cr^3+的浓度时,随着Er^3+的浓度增加,Cr^3+的荧光寿命逐渐增加;当固定Er^3+的浓度时,随着Cr^3+的浓度增加,Er^3+的荧光寿命逐渐减小.这些现象表明了Er^3+和Cr^3+之间存在共振能量传递,通过理论计算得到Er^3+和Cr^3+之间的能量临界距离为4.5 nm,属于电偶极-电偶极相互作用.     

Solid state cathodoluminescence based on tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum and its quenching mechanism

A novel solid state cathodoluminescence(SSCL) device(the device has a structure of ITO/SiO2/Alq3/SiO2/Al) is fabricated using organic materials as the fluorescent film sandwiched between two SiO2 layers.When alternating current(AC) voltage is applied to this device,uniform emissions are observed.When the voltage is 50 V,a longer wavelength emission(522 nm) is obtained,but the shorter wavelength emission(465 nm) is dominant when the voltage is 76 V.The origins of these emissions are discussed.The interface f...     

不同波长激发光对血清荧光光谱影响的实验研究

采用日本岛津荧光光度计RF5301,研究了血清的荧光光谱与激发光波长的关系。实验结果表明：在不同波长的紫外光激励下,血清产生的荧光光谱线型及峰值波长基本相同,与激励光波长无关,但荧光峰强度随激励光波长变化而变化。血清的荧光光谱有两个较强的荧光发射区,其中第一个发射区处于300～410 nm,第二个发射区处于410～530 nm。当激发光波长小于310 nm,荧光主要集中在第一发射区,荧光峰位于330和370 nm处,并产生竞争现象。当激发光波长大于250 nm时,只出现330 nm处的荧光峰,其最佳激励光波长为300 nm;当激发光波长大于320 nm,第一发射区的荧光变弱,在第二发射区的荧光变强,荧光峰位于452 nm。此研究为血液的光谱特性研究提供了实验依据,对光诱导荧光光谱诊断技术中激发光波长的选择具有一定的参考价值。     

Simulation of InGaN violet and ultraviolet multiple-quantum-well laser diodes

Optical properties of the InGaN violet and ultraviolet multiple-quantum-well laser diodes are numerically studied with a self-consistent simulation program. Specifically, the performance of the laser diodes of various active region structures, operating in a spectral range from 385 to 410 nm, are investigated and compared. The simulation results indicate that the double-quantum-well laser structure with a peak emission wavelength of 385–410 nm has the lowest threshold current. The characteristic temperature of the single-quantum-well laser structure increases as the peak emission wavelength increases. The triple-quantum-well structure has the largest characteristic temperature when the peak emission wavelength is shorter than 405 nm, while the double-quantum-well structure possesses the largest characteristic temperature when the peak emission wavelength is larger than 405 nm.     

铜掺杂氧化锌纳米棒的非线性光学响应竞争特性

利用飞秒脉冲激光激发Cu掺杂ZnO纳米棒,研究其特有的非线性光学性质和激发机制。在激发波长为750 nm的荧光光谱中,二次谐波峰非常弱,几乎可以忽略,存在非常强的激子发光峰和Cu掺杂导致缺陷发光峰。激发强度的增大会导致这两个发光峰强度呈非线性增大,激子发光峰位产生明显红移,而缺陷发光峰位没有变化。进一步增大激发强度,缺陷发光峰强度会出现饱和甚至有所下降,而激子发光峰强度持续增大。当激发波长增加到760 nm时,从样品的荧光光谱可以清楚地识别到二次谐波峰和激子发光峰以及缺陷发光峰并存。随着激发波长的进一步增加,二次谐波强度不断增大,而激子发光峰和缺陷发光峰的强度却随之下降。当激发波长为790 nm和800 nm时,未发现激子发光峰和缺陷发光峰,非线性光谱以二次谐波为主导。研究结果表明,通过选择合适的激发波长和激发强度,可以实现发光颜色的转变,使得Cu掺杂ZnO纳米棒在全光显示方面具有潜在的发展前景。     

某头孢制药废水的水质指纹特征

荧光光谱与水样一一对应,被称为“水质指纹”。水质指纹可指示污染的出现,是新型水质预警方法。头孢类抗生素是国内外使用最多的抗感染药物,环境危害较大。我国头孢类药物的生产量在逐年增加。因此,研究头孢类废水的荧光指纹特征对监测该类废水的排放、保护水生生态环境具有重要的意义。本文研究了某头孢制药废水的水质指纹特征。该废水的水纹上有6个峰,按发射波长可以分为两组,第一组峰的激发波波长/发射波波长分别在230/350,275/350,315/350 nm附近,第二组分别在225/405,275/410和330/420 nm附近。激发波波长/发射波波长在230/350 nm处的水纹峰强度最强。在同一组中,激发波长越小的峰的强度越大。pH明显影响头孢废水水纹中峰的位置和强度。随pH上升,第一组峰的强度会减少,产生荧光淬灭;第二组峰的强度增大,属于荧光增敏现象。这可能与废水中含有带碱性基团和酸性基团的荧光有机物有关。因为有机弱酸或弱碱的分子及其相应的离子就会在水中同时存在,而这两种形式由于空间结构的差异,发光性能上也可能差异显著。当pH变化时,造成了水中这两种型体的比例会发生变化,从而导致荧光光谱的形状和强度的改变。综上所述,该头孢制药废水具有独特的水质指纹特征。该水质指纹特征可作为水体中快速识别该制药废水存在的新方法。