White Organic Light-Emitting Devices Based on 2-（2-Hydroxyphenyl） Benzothiazole and Its Chelate Metal Complex

We present three kinds of organic light-emitting devices (OLED) fabricated to achieve the emission of bright and pure white light. Device A, with a double-layered structure using 2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole (HBT) and poly (N-vinylcarbazole) (PVK) as the emitting layer (EML) and the hole transport layer (HTL) respectively, could realize the blue-green light emission. Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc (Zn(BTZ)2), synthesized with zinc acetate dihydrate and HBT to form a complex, is used as main EMLs in a similar structure to fabricate devices B and C. Bright and pure white light emissions can be obtained from device C which was fabricated with a green-white emitting host Zn(BTZ)2 and red dopant 5,6,11,12-tetraphenylnaphthacene (rubrene). The maximum quantum efficiency of device C could reach 0.63%, and the corresponding brightness and CIE coordinates were 4000cd/m^2 and (x=0.341, y=0.334) at the driving voltage of 20V.     

7-羟基喹啉在二甲基亚砜中的荧光光谱

7-羟基喹啉(7-HQ)是一种具有激发态质子转移(ESPT)效应的有机分子。它溶于乙醇溶剂中,在紫外光的激励下,将发生ESPT反应,荧光光谱出现2个荧光带。7-HQ溶于二甲基亚砜(DMS)溶剂中,则不能发生ESPT反应,其荧光光谱只出现单一荧光带。但样品被强紫外光照射后,其荧光光谱也出现2个荧光带。文章首次报道了这一现象,并通过对7-HQ的乙醇、二甲基亚砜和二甲基甲酰胺溶液的吸收光谱和荧光光谱的研究,探讨产生这一现象的机理。认为7-HQ溶于DMS中被强紫外光照射后荧光光谱的变化是由于DMS被光解并生成水而使7-HQ发生ESPT反应的结果。     

高温热重生光纤布拉格光栅制备及其性能研究

通过高温(850～950℃)退火方法使光纤布拉格光栅在高温擦除后重新生长形成热重生光纤光栅,其能够在大于1 000℃以上的高温环境中稳定工作,但经高温退火处理后的热重生光纤光栅机械强度较一般光纤布拉格光栅显著下降.本文通过采用单模石英光纤进行实验,对光纤光栅的轴向应力和光纤光栅中石英分子组分的变化进行研究分析.结果表明,经过高温热退火后的热重生光纤光栅与未退火的光纤布拉格光栅相比,纤芯处压应力减少了80 MPa,远离纤芯的包层处拉伸应力由22 MPa逐渐减小;同时,随着热退火气氛中氧含量的增加,退火后生成的热重生光纤光栅SiO_2逐渐增加,占比从52.99%上升至69.92%.虽然SiO_2具有较高的密度,其机械强度大于Si_2O_3,但热退火后的热重生光纤光栅脆性仍增大,故推论:组分变化对热重生光纤光栅脆性增大无明显影响,脆性增大主要原因为高温导致的应力松弛.本文研究为提高热重生光纤光栅的机械性能,解决其脆性问题提供了可靠的理论与实验依据.     

Efficiency of a blue organic light-emitting diode enhanced by inserting charge control layers into the emission region

We demonstrate high current efficiency of a blue fluorescent organic light-emitting diode (OLED) by using the charge control layers (CCLs) based on Alq3 . The CCLs that are inserted into the emitting layers (EMLs) could impede the hole injection and facilitate the electron transport, which can improve the carrier balance and further expand the exciton generation region. The maximal current efficiency of the optimal device is 5.89 cd/A at 1.81 mA/cm2 , which is about 2.19 times higher than that of the control device (CD) without the CCL, and the maximal luminance is 19.660 cd/m2 at 12V. The device shows a good color stability though the green light emitting material Alq3 is introduced as the CCL in the EML, but it has a poor lifetime due to the formation of cationic Alq3 species.     

利用Cs基衍生物作为n型掺杂剂改善蓝色有机发光二极管的效率

利用两种Cs基衍生物碳酸铯(Cs2CO3)和醋酸铯(CH3COOCs)作为n型掺杂剂掺入到一种新型的电子传输材料2,9-二(2-萘基)-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(NBPhen)中来提高有机发光二极管(OLEDs)的效率.实验结果表明:器件的驱动电压明显降低,并且优化后得到的Cs基n型掺杂器件(ITO/β-NPB/CBP:5%(w)N-BDAVBi/NBPhen/NBPhen:Cs2CO3(or CH3COOCs)/Al)呈现出较好的电致发光性能,在14 V时电流密度分别为551.80和527.88 mA·cm-2,对应的亮度分别达到39750和39820 cd·m-2,电流效率在亮度为10000 cd·m-2时分别为14.60 cd·A-1(Cs2CO3掺杂)和14.40 cd·A-1(CH3COOCs掺杂),这些参数明显优于传统器件的发光性能(ITO/β-NPB/CBP:5%(w)N-BDAVBi/NBPhen/Cs2CO3/Al,其在14 V时电流密度为312.39 mA·cm-2,对应的亮度为25190 cd·m-2;电流效率在亮度为10000 cd·m-2时为9.45 cd·A-1.此外,基于有机半导体掺杂原理和器件的能级结构对n型掺杂器件效率提高的原因进行了分析.     

氧化石墨烯修饰倾斜光纤光栅10–12级重金属离子传感

设计了一种氧化石墨烯(GO)功能化的倾斜光纤光栅(TFBG)传感器,用于检测水溶液中的重金属离子.通过氧等离子体活化光纤表面,以及采用GO的无水乙醇分散液,避免了咖啡环效应引起的GO的团聚和堆叠,充分了暴露GO的表面和羧基.吸附重金属离子后, GO-TFBG传感器的透射光谱中的谐振峰发生红移,这是由GO向重金属离子的电子转移导致的有效折射率变化造成的.对Pb²⁺和Cd²⁺离子最低检测限可达到10^–10 mol/L (ng/L量级),相应灵敏度分别为0.426 d B/(nmol·L^–1)和0.385 d B/(nmol·L^–1)(2.06和3.43 d B/(μg·L^–1)).此外, GO-TFBG传感器具有出色的器件一致性, 5组传感器的传感性能稳定.本研究实现了GO纳米片在光纤表面的无团聚和均匀成膜,获得了具有超大表面积的GO并充分暴露表面羧基实现对重金属离子的吸附,利用了TFBG不同模式谐振对环境的高度敏感性,完成了对低浓度重金属离子的高灵敏度、可重...     

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)).     

高温退火程式对光纤布拉格光栅热重生性能影响研究

光纤布拉格光栅（FBG）是一种广泛应用于光纤通信和传感领域的关键器件，具有灵敏度高、体积小及抗电磁干扰等诸多优点，但长时间工作在高温环境下其光栅特性会逐渐衰退甚至完全擦除，极大地限制了FBG在工业生产、石油电力、航空航天等一些特殊领域的应用。通过高温退火处理有望使FBG在高温擦除后重新生长出能在高温环境下稳定工作的热重生FBG（RFBG）。因此，研究高温退火程式对RFBG性能的影响具有重要意义。基于248 nm准分子激光器，以相位掩模法制作得到反射光谱中心波长为1 548.5 nm、反射率为97.8%、3 dB带宽为0.36 nm的初始FBG，再利用高温管式炉对初始FBG进行高温退火处理，发现FBG在950 ℃时实现热重生，得到反射光谱中心波长为1 546.7 nm、反射率为50.6%、3 dB带宽为0.19 nm的RFBG；进一步研究发现，在950 ℃实现高温热重生后退火程式对RFBG性能有很大影响，对RFBG采用急速冷却、缓慢冷却和自然冷却以及氩气气氛下自然冷却4种方式进行退火处理并与初始光栅进行对比，结果发现采用急速冷却方式处理的RFBG机械性能最佳，其保留了初始光栅约 50%的机械强度，优于缓慢冷却、自然冷却处理仅分别保留初始光栅22.2%和29.9%机械强度的RFBG，并发现在氩气中进行退火处理有利于RFBG机械强度的提升，同样是自然冷却，在氩气气氛中退火得到的RFBG保留了初始光栅43%的机械强度。进一步对采用急速冷却方式处理的RFBG进行热循环、热稳定性等测试。结果表明，RFBG在150~1 050 ℃内三次加热循环结果完全重叠，温度灵敏度为16.30 pm·℃-1，温度灵敏度相关系数R2为0.995 38，且在800 ℃温度下进行热稳定性测试7 h，波长总漂移量仅为0.08 nm，表明所制备的RFBG具备良好的测温性能和稳定性。该研究工作为RFBG高温传感器的实用化和工程化应用提供了一定的理论与实验依据。     

Low driving voltage in an organic light-emitting diode using MoO3/NPB multiple quantum well structure in a hole transport layer

The driving voltage of an organic light-emitting diode(OLED) is lowered by employing molybdenum trioxide(MoO3)/N,N’-bis(naphthalene-1-yl)-N,N’-bis(phe-nyl)-benzidine(NPB) multiple quantum well(MQW) structure in the hole transport layer.For the device with double quantum well(DQW) structure of ITO/[MoO3(2.5 nm)/NPB(20 nm)]2/Alq3(50 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(120 nm)],the turn-on voltage is reduced to 2.8 V,which is lowered by 0.4 V compared with that of the control device(without MQW structures),and the driving voltage is 5.6 V,which is reduced by 1 V compared with that of the control device at the 1000 cd/m2.In this work,the enhancement of the injection and transport ability for holes could reduce the driving voltage for the device with MQW structure,which is attributed not only to the reduced energy barrier between ITO and NPB,but also to the forming charge transfer complex between MoO3 and NPB induced by the interfacial doping effect of MoO3.     

镀膜法改善有机薄膜太阳能电池光学性能

有机活性材料的低载流子迁移率使得有机光伏电池的电极收集到的电荷较少。增加活性层光吸收能够增加激子的产生数从而增加电极收集到的电荷,提升器件的性能。通过对器件模拟的方法,研究以P3HT：PCBM为活性层的薄膜太阳能电池的光学性能。 在此基础上,提出采用镀多层高反射膜的方法改善电池器件的光学性能。结果表明：活性层厚度对电池器件的光吸收起到主导作用;镀多层高反射膜在活性层厚度小于160 nm、Ag厚度小于20 nm时能大幅度改善电池器件的光学性能,光生激子总数随活性层厚度的增加而迅速增多,并且在活性层厚度约为150 nm时为一个最佳值。