无注入型发光二极管的载流子输运模型研究

无载流子注入型发光二极管(简称无注入型LED)因其简单的器件结构有望应用于Micro-LED、纳米像元发光显示等新型微显示技术.由于没有外部载流子注入,无注入型LED的内部载流子输运行为无法直接用传统的PN结理论进行描述.因此,建立无注入型LED的载流子输运模型对于理解其工作机理和提高器件性能具有重要意义.本文根据无注入型LED的器件结构,结合PN结理论建立无注入型LED的载流子输运数学模型.基于该数学模型解释器件的工作原理,获得器件的载流子输运特性,揭示感应电荷区长度、内部PN结压降与外加驱动电压频率的关系.根据建立的数学模型提出了针对无注入型LED器件设计的建议:1)减小感应电荷区掺杂浓度,可有效提高内部LED的压降;2)利用PN结的隧穿效应,可有效提高器件内部LED的压降;3)使用正负方波驱动可以获得比正弦驱动更大的内部LED压降.本文有关无注入型LED的载流子输运模型的研究有望为改善无注入型LED器件结构、优化工作模式提供理论指导.     

无电学接触型氮化镓基Micro-LED器件光电性能EI北大核心CSCD

针对传统Micro-LED芯片巨量转移与键合、发光芯片与驱动电极高质量接触等技术难题,本文采用金属有机化合物化学气相沉积和原子层沉积工艺制备无电学接触型氮化镓基Micro-LED器件,研究了器件的伏安特性、亮度-频率特性、发光延迟特性及阻抗-频率特性等光电特性,并分析了器件工作机理。实验结果表明,交流驱动的无电学接触型Micro-LED器件的电流随着频率的增大而增大,且I-V特性呈线性关系。在20V_(pp)的驱动信号下,器件亮度随频率的增大先上升后下降,在频率为25 MHz时,器件亮度达到最大,且发光峰值滞后于电流峰值,说明器件的发光存在延迟。器件的等效阻抗随着频率的增大呈现先减小后趋于稳定的趋势,且器件在频率53 MHz附近出现负电容现象。     

薄膜后栅型SnO_2场发射显示器的制备及性能研究

利用光刻、阳极氧化和剥离技术在玻璃基底制备薄膜后栅型场发射阵列,采用丝网印刷技术将一维SnO2纳米发射材料转移至后栅结构的阴极电极上,借助光学显微镜和扫描电镜观测薄膜后栅型场发射阴极阵列,利用ANSYS软件模拟了不同条件下阴极电极附近电子运动轨迹.结果表明,一维SnO2纳米线在阴极电极衬底上分布均匀,电子束斑随着阳压的...     

氧化锌纳米棒的制备及其光电性能的研究

以硝酸锌Zn(NO3)2.6H2O和六次甲基四胺(HMT)为原料,通过水热法制备出氧化锌纳米棒,研究了反应时间和冷却时间对产物形貌和尺寸的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)、紫外-可见光谱、红外光谱(FT-IR)表征产物的结构和性能。结果表明,反应时间为6 h和急速冷却至室温条件下合成样品为六方纤锌矿氧化锌纳米棒,平均直径为300 nm;样品具有良好的结晶质量和发光性能,样品在200~400 nm有较强的紫外吸收性能;FT-IR图谱表明产物在430 cm-1左右出现了Zn-O特征吸收峰,并有所红移;样品的开启场强为2.2 V/μm,场增强因子为2550,当场强为4.75 V/μm时,电流密度可以达到0.7 mA/cm2,是一种性能优良的冷阴极电子发射源。     

柔性液晶微透镜阵列的制备与性能研究

针对集成成像视场角狭小的问题,设计并制备了一种柔性圆孔驱动电极控制液晶分子偏转的可弯曲和焦距可调的柔性液晶微透镜阵列。利用光刻技术在柔性ITO基板表面刻蚀并形成规则的圆孔阵列电极,旋涂工艺制备柔性聚酰亚胺(PI)膜层,PI膜层经60℃加热5 min后,再利用等离子体在功率630 W条件下处理5 min固化成PI取向层。利用液晶盒成盒工艺将上、下基板组装成液晶透镜,研究未弯曲和弯曲曲率半径7.5 cm条件下液晶微透镜阵列的光学性能。实验结果表明,所制备的液晶透镜在未弯曲和曲率半径为7.5 cm的情况下均可实现聚焦功能,且液晶微透镜阵列的干涉圆环均匀,聚焦光斑小。在驱动电压3~5.3 Vrms下,弯曲曲率半径为7.5 cm的液晶微透镜阵列焦距可调的范围为0.43~1.05 mm。     

用于曲面集成成像的微透镜数值孔径优化

针对目前集成成像3D显示系统存在视场角范围小以及重构图像分辨率低的问题,设计一种适用于曲面集成成像3D显示且具有不同数值孔径的柔性微透镜阵列结构,并成功搭建基于曲面屏的集成成像3D显示系统。采用Trace Pro光学仿真软件建立曲面集成成像3D显示系统模型,研究微透镜的数值孔径对曲面集成成像3D显示系统重构性能的影响规律。结果表明：当微透镜尺寸和厚度一定时,数值孔径越大,重构图像的质量越好,且视场角越大;当柔性微透镜阵列的数值孔径为0.376时,重构图像具有较高的分辨率,当视场角达到60°时,重构图像依然清晰。为了验证仿真,制备具有不同数值孔径的柔性微透镜阵列并搭建曲面集成成像系统样机,得到的实验结果与仿真结果基本一致。     

基底温度对喷涂技术制备大面积有机太阳能电池性能的影响

以聚3-己基噻吩（P3HT）和富勒烯衍生物（PCBM）体系的有机太阳能电池器件为基础,采用喷涂法制备了有机太阳能电池的空穴传输层和有机功能层,研究了基底温度对薄膜的形貌和器件性能的影响,并采用喷涂技术制备了一面积为11.2 cm²的大面积有机太阳能电池器件。研究发现,随着基底温度的升高,薄膜的粗糙度下降,吸收率提高,当基底温度为130 ℃时器件的性能最优,面积为25 mm²的器件的能量转换效率为2.09%。将多个独立的小面积电池进行串联和并联,制备了有效面积为11.2 cm²的大面积有机太阳能电池组件,其能量转换效率为1.83%,在面积增大44.8倍的情况下,效率仅损失不到13%。     

基于混合量子点的颜色可调QLED器件性能及其白光应用

采用红色、绿色混合量子点作为发光层,制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/TFB/Mixed-QDs/ZnO/Ag的颜色可调量子点发光二极管（QLED）器件,研究了QLED器件的电致发光光谱。实验结果表明,混合QLED器件具有明显的颜色可调特性。随着外加电压增大,混合QLED器件呈现出从暗红色到橙黄色再到耀眼的黄绿色的颜色变化。其开启电压为2.0 V,最大亮度可达到6×10⁴ cd/m²;且器件在31 934 cd/m²亮度下实现了21 cd/A的最大电流效率和7.5%的最大外量子效率。作为应用展示,本文将颜色可调的混合QLED器件与氮化镓基蓝光LED相结合制备了白光LED,相关色温可从3 568 K（暖白光）调至10 269 K（冷白光）,且显色指数不低于70,在照明应用中具有广阔的应用前景。