有机电致发光器件中载流子的输运和复合发光

以高场作用下载流子对三角势垒的FowlerNordheim隧穿理论为基础,建立了单层有机电致发光器件中载流子输运和复合发光模型,给出了薄膜中电子空穴对的解离和复合概率及电子和空穴的密度分布.计算并讨论了外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响. 关键词： 电致发光器件 载流子输运 载流子复合     

氧化锌锡作为电子传输层的量子点发光二极管

本文研究了以胶状量子点作为发光层和有机/无机混合材料作 为电子-空穴传输层的电致发光二极管器件. CdSe 量子点以薄膜的形式夹在无机氧化锌锡电子传输层和有机TPD空穴传输层中间构成三明治结构. 氧化锌锡电子传输层采用磁控溅射实现, 有机TPD空穴传输层和量子点发光层则采用旋涂的方法制备, 得到的QD-LEDs器件结构界面陡峭、表面平整. 光电特性表征结果显示器件的电致发光具有良好的单色性、低的开启电压, 利 用具有高电子迁移率和低载流子浓度的无机氧化锌锡薄膜作为电子传输层可 以实现器件在大气环境下稳定、明亮的电致发光. 本文分析了器件的工作机理并通过改变氧化锌锡的电导率达到控制器件中电子和空穴的注入比的目的, 优化了器件的光电性能. 关键词： 量子点 氧化锌锡 电致发光 电子传输层     

温度对单层有机电致发光器件电流平衡因子的影响（英文）

考虑有机薄膜中的陷阱,建立单层双极性有机发光器件的电学模型,研究了在不同的载流子迁移率和注入势垒条件下,器件工作温度对器件电流平衡因子的影响.研究表明:在低温工作区,当电子注入势垒和空穴注入势垒相等时,器件的电流平衡因子最大;在高温工作区,当电子迁移率大于空穴迁移率时,若电子注入势垒大于空穴注入势垒,器件的电流平衡因子最大,而当电子迁移率小于空穴迁移率时,情况恰好相反;当电子迁移率等于空穴迁移率时,电子注入势垒和空穴注入势垒相等时器件的电流平衡因子最大.此外,器件的电流平衡因子随着器件工作温度的升高而逐渐增大.可对设计高性能有机发光器件提供一定的理论参考.     

纳米金属Tm的电子浓度研究

电子浓度是与金属的宏观特性相关的重要参数.反射光谱和霍尔效应分别是得出电子浓度和载流子浓度的基本实验.两个纳米稀土金属铥Tm样品(样品1,平均粒径100nm,样品2,平均粒径10nm)的红外---紫外反射光谱实验表明,金属铥Tm表面的反射光学性质具有金属的特征,6s能带具有与碱金属相近的电子浓度n_p,数值分别为2.434×10²⁸/m³和1.701×10²⁸/m³.而样品的霍尔效应实验测得金属Tm的载流子是电子-空穴型的,载流子浓度n_H仅分别为8.032×10²⁴/m³和7.679×10²⁴/m³,仅仅是费米面附近的电子-空穴状态.另外,铥Tm的电导率比半导体的大3个量级.晶粒纳米化使电子浓度n_p减小,电导率σ减小,载流子浓度减小,而霍尔系数R_H增大.     

有机薄膜电致发光器件载流子注入和传输性质的研究

制备了不同电极、不同厚度、以8-羟基喹啉铝螯合物(Alq3)为发光层的有机薄膜电致发光(TFEL)器件。分析了它们的电流密度-电压关系。不同阳极器件的电流变化很大,而改变阴极时电流密度的变化较小,说明电流以空穴为主。根据不同阴极器件的电致发光效率的比较,说明电子是决定器件电致发光效率的少数载流子。从不同厚度的器件的结果讨论了载流子的传输性质,认为在ITO/Alq3/Al器件中的电流符合陷阱限制的空间电荷电流.     

F16CuPc作为阳极缓冲层对有机太阳能电池性能的显著改善

采用F₁₆CuPc作为有机太阳能电池的阳极缓冲层可使器件的性能得到显著提高。F₁₆CuPc的引入,一方面可以实现CuPc分子的定向生长,从而改善CuPc薄膜的结晶度,提高其空穴迁移率;另一方面在F₁₆CuPc/CuPc界面处可形成偶极层,改善空穴的输出效率。以上两个作用有效提高了器件的载流子收集效率,降低了器件的串联电阻和光生载流子复合几率,从而提高了器件的短路电流和填充因子。同时,F₁₆CuPc的引入使器件的内建电场增大,提高了器件的开路电压。     

掺杂吡唑喹啉衍生物的聚乙烯基咔唑薄膜载流子传输性能的研究

对比研究了吡唑喹啉衍生物(PAQ5)的掺杂对聚N-乙烯基咔唑(PVK)聚合物薄膜载流子传输性能的影响.分析薄膜宏观的电流密度-电场关系发现:电场F在106~10~7 V·cm-1范围时,纯PVK薄膜中电流密度J∝F2.1,而在掺杂了PAQ5(4.8wt%)的PVK薄膜中J∝F2.9.掺杂薄膜导电能力的提高,除了有空穴从阳极注入PVK形成的空间电荷限制电流之外,也有PAQ5使电子从阴极注入和传输形成的传输电流.分析薄膜用飞行时间法测得的瞬态光电流谱可得:在1×105~2×10~5 V·cm-1的低场下,纯PVK薄膜中传导电流的主要是空穴载流子,其迁移率在7.6×10~(-5) cm~2·V~(-1)·s~(-1),而电子迁移的信息却很微弱,PAQ5掺杂浓度为2wt%的PVK薄膜载流子传输性能没有大的变化.在PAQ5掺杂浓度为5wt%的PVK薄膜中,空穴的迁移率为6.0×10-5 cm~2·V~(-1)·s~(-1),电子的迁移率为7.9×10-6cm~2·V~(-1)·s~(-1).掺入的PAQ5建立的电子传输通道使掺杂薄膜载流子的传输性能得到显著提高.     

纳米ZnO薄膜对有机电致发光器件性能的影响

由于有机电致发光器件(Organic light-emitting devices,OLEDs)的主动发光、高亮度等优点,在显示和照明领域有极大的应用前景。报道了纳米ZnO薄膜对这种发光器件性能的影响。在普通有机电致发光器件空穴传输层和发光层之间直接蒸镀一层纳米ZnO薄膜,当纳米ZnO薄膜的厚度为1nm时,器件的电流效率可达3.26cd/A,是没有纳米ZnO薄膜同类器件的1.24倍。适当厚度的纳米ZnO薄膜降低了发光层空穴的浓度,提高了电子和空穴的平衡,从而提高了器件的效率。     

载流子迁移率对有机太阳能电池性能影响的模拟研究

通过器件模拟的方法研究了载流子迁移率对有机太阳能电池性能的影响。研究发现载流子迁移率同时影响光生电子-空穴对的解离和载流子的输运过程,电子和空穴的迁移率都有一个最佳值。大于最佳值会导致短路电流的微小上升和开路电压的大幅下降;小于最佳值会降低光生电子-空穴对的解离效率,进而使短路电流和填充因子明显下降。     

CBP有机薄膜对MEH-PPV聚合物发光二极管性能的影响

以聚合物发光材料MEH-PPV为发光层的聚合物发光二极管的ITO阳极与发光层之间,加入一层溶解于氯仿中的有机小分子CBP,能显著改善发光器件的电流特性。在电压较低的时候能提高电流,在电压较高的时候能抑制电流,从而增加工作电压范围。此外,器件的电流效率也能得到显著的提高。实验结果表明,加入CBP层后,在低电压时,CBP层能够减缓空穴注入到发光层中,将其限制在CBP层,从而在器件中形成一个内电场,有助于电子的传输,降低开启电压,提高发光亮度。在电压较高时,CBP作为电子阻挡层,能阻挡电子漏泄到阳极,从而使在复合区的空穴与少数载流子电子的复合效率提高,改善器件的性能。     

调控空穴传输层的分子取向提高有机发光二极管性能

有机发光二极管(OLED)器件性能的提高一直是有机电致发光领域备受关注的研究课题之一,通过优化OLED器件中的载流子平衡是提高OLED器件性能的一个非常重要的手段。但是,调控空穴传输层或电子传输层中的分子取向,从而优化器件中的载流子平衡未被关注。本文通过对空穴传输层进行不同温度的退火处理来改变空穴传输层中的分子取向,研究分子取向对其空穴迁移率和OLED器件性能的影响。研究发现,退火温度的升高使得空穴传输层中具有垂直取向的分子的比例增加,促进了空穴迁移率的提高。当把具有不同分子取向的空穴传输层应用于OLED器件时,可以清楚地观察到载流子平衡因子对器件性能的影响。     

调控空穴传输层的分子取向提高有机发光二极管性能EI北大核心CSCD

有机发光二极管(OLED)器件性能的提高一直是有机电致发光领域备受关注的研究课题之一,通过优化OLED器件中的载流子平衡是提高OLED器件性能的一个非常重要的手段。但是,调控空穴传输层或电子传输层中的分子取向,从而优化器件中的载流子平衡未被关注。本文通过对空穴传输层进行不同温度的退火处理来改变空穴传输层中的分子取向,研究分子取向对其空穴迁移率和OLED器件性能的影响。研究发现,退火温度的升高使得空穴传输层中具有垂直取向的分子的比例增加,促进了空穴迁移率的提高。当把具有不同分子取向的空穴传输层应用于OLED器件时,可以清楚地观察到载流子平衡因子对器件性能的影响。     

双轴向应变对单层GeSe气体传感特性的影响

采用第一性原理计算方法,通过在吸附了H_2, H_2O, CO, NH_3, NO, NO_2等气体分子的单层GeSe上施加–8%—8%的双轴向应变,从微观角度阐明应变对吸附体系电子性质的影响及其内在机理.计算结果表明,对于CO, NH_3和NO气体分子在–8%—8%,以及NO_2分子在–8%—6%的双轴向应变范围内,单层GeSe具备成为气体传感器的应用潜力.较大的压缩应变(–6%—–8%)有助于提高单层GeSe对CO和NO气体的响应速度和敏感性.     

沟道宽度对ZnO-TFT电学性能的影响

用射频磁控溅射法生长的ZnO薄膜作为有源层,制备出了ZnO基薄膜晶体管(ZnO-TFT),并在空气环境下350℃退火1 h,研究了沟道宽度对ZnO-TFT器件性能的影响。实验结果表明:阈值电压随着沟道宽度的减小而增加,这是由于沟道越窄,载流子被捕获的几率越大,在相同栅压下沟道内可动载流子浓度越小,相应的阈值电压就越大;饱和迁移率随着沟道宽度的减小而增加,认为这是由源/漏电阻的侧壁效应及边缘电子场效应引起的附加电流所致。     

富硅a-SiOxNy：H薄膜的电致发光特性

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积方法制备富硅氮氧化硅(a-SiO_0.35N_0.59:H)薄膜,以这层薄膜作为有源层构建发光二极管。实验结果表明器件在室温下可观测到强的电致红光发射,发光峰在715 nm附近,与其光致发光峰位一致。电致发光谱测量还表明器件开启电压为8 V,器件的电致发光强度随注入电流的增大呈线性递增关系。电流-电压特性分析表明器件的载流子输运机制以Pool-Frenkel(P-F)发射模型为主。结合发光有源层的微结构分析,初步认为电致红光发射来自于电子和空穴通过有源层的带尾态的辐射复合。     

太赫兹辐射场下的石墨烯光生载流子和光子发射

通过半经典的玻尔兹曼平衡方程理论研究了太赫兹辐射场下的石墨烯光生载流子和光子发射.研究得到了太赫兹辐射场下石墨烯的光生载流子浓度和光子发生率的解析公式.研究发现,掺杂电子浓度越小,或者温度越低,光生载流子浓度越大;掺杂电子浓度越大,或者温度越低,石墨烯的光子发射率越大.通过改变门电压或温度,可以有效地调控石墨烯光生载流子浓度和光子发射概率.理论研究结果和解析表达式对发展以石墨烯为基础的新型太赫兹光电器件具有重要的参考价值.     

倒置器件结构及局域等离子体效应对CdSe量子点LED发光性能的改进

研究了倒置器件结构以及CdSe量子点发光材料与金属纳米粒子之间的相互作用对量子点的电致发光性能的影响。利用TiO₂作为电子传输/注入层,成功地制备了倒置结构的量子点电致发光器件。通过对单载流子器件电压-电流特性的分析,证明了ITO作为阴极到TiO₂的电子注入特性与Al作为阴极时的效果几乎相同。观察到金属纳米粒子产生的局域等离子体效应提高了器件的效率,使得效率随电流增大而降低的速度明显减小。在电流密度为200 mA/cm²时,电致发光器件的效率大约提高了42%。     

基于聚合物非富勒烯体系PM6:Y6的钙钛矿/有机集成太阳电池光伏性能优化

通过工艺创新和薄膜优化技术成功制备基于CH₃NH₃PbI₃/PM6:Y6(BTP-4F)的钙钛矿/有机集成太阳电池(IPOSCs).通过添加剂1-8二碘辛烷DIO的调控和热退火处理,极大优化CH3NH3PbI3/PM6:Y6混合薄膜质量和获得层间欧姆接触.与此同时,近红外区有机层的空穴和电子迁移率为8.3×10^–3 cm²/(V·s)和8.8×10^–3 cm²/(V·s),可以和可见区钙钛矿层的空穴和电子迁移率相匹配,实现在微观通路上达到载流子运输平衡,导致器件具有高短路电流密度Jsc和高填充因子FF.另外,通过优化聚合物非富勒烯体系PM6:Y6质量比例混合成膜,使得薄膜中的非辐射复合位点密度和载流子复合明显减少,使得电子和空穴的提取和传输更加高效,能够提供更大的驱动力来改善载流子传输,同时形成更宽的耗尽区来抑制载流子复合以提高器件的开路电压Voc.优化的集成太阳能电池的短路电流密度提升到25.88 A/cm2,开路电压Voc增加到1...     

1维亚微米弹道二极管在不同外加电压脉冲下的数值模拟

 以适合亚微米器件的流体动力学模型为基础，建立了1维数值模拟程序，程序中采用耦合牛顿法求解非线性方程组。应用该程序对亚微米1维弹道二极管进行了瞬态数值模拟，分析了外加低电压和高电压脉冲情况下的电场强度、载流子浓度、载流子温度等参数的变化情况。低电压脉冲下的结果与文献一致；对于文献中并未开展的高电压脉冲下的模拟，得到了器件处于非正常工作状态的各参数分布曲线，并尝试用二次击穿理论对结果进行分析。结果显示:随着外电压的升高，载流子的碰撞电离将导致少子空穴浓度急剧增大，并达到与电子浓度相同的量级，这时在器件分析中空穴方程已不能省略，并且载流子浓度将取代掺杂浓度控制电势分布，并进而影响电场及电流密度，涌极附近电场将增强，电流密度也将迅速增加。结论可为研究瞬态电磁脉冲对2维器件的损伤效应提供参考。     

ZnO半导体电导型X射线探测器件研究

本文制备了基于ZnO纳米线阵列和ZnO薄膜的Ag-ZnO-Ag电导型X射线探测器件,研究了它们对X射线的响应特性.薄膜器件在100 V偏置时的响应度达到0.12μC/Gy,纳米线阵列器件在50 V偏压下的响应度达到0.17μC/Gy.器件工作机理研究表明,器件的响应过程与表面氧吸附与解吸附效应有关,氧气吸附与解吸附过程使得X射线辐照下的载流子寿命大幅度增加,从而使得器件对X射线具有较高的响应度.本文研究结果表明ZnO薄膜和纳米线阵列器件在X射线剂量测量领域具有应用前景.