一种有机量子阱结构的光致发光特性

利用高真空有机分子束沉积系统，将两种有机材料，叔丁基联苯基呃二唑（PBD）和8－羟基喹啉铝（Alq),以交替沉积的方式形成一种周期性多异质结结构。从这种结构的能带图上看，类似于无机半导体中的I型量子阱结构，我们称之为有机量子阱结构。这种结构的光致发光（PL）谱线和Alq薄膜的PL谱线相比，峰值向高能量方向偏移了20nm，峰值半高宽窄化了25nm,并对其结果进行了分析     

有机量子阱电致发光器件

制备了普通的有机量子阱结构,并对结构进行了表征.在此基础上,制备了量子阱结构的白光电致发光器件.在分析了制作工艺对有机量子阱结构特性可能产生的影响之后,为了减少垒、阱界面互扩散效应的影响,提出了有机掺杂量子阱的概念,即垒与阱的母体是相同材料,只是在生长垒层的过程中同时掺入少量发光剂.由于掺杂剂的浓度梯度只有百分之零点几,因此,界面互扩散的影响很小,实际上我们用这种办法制备的有机量子阱器件的亮度、效率均有明显提高.在研究了阱数对器件特性的影响之后,我们发现一般情况下,两个阱是最好的.进一步研究了阱母体材料对有机量子阱器件特性的影响,结果发现,用NPB作母体比Alq作母体更好,这时器件的效率(cd/A)在45～13V工作电压范围内变化不大.     

有机量子阱发光的研究

有机量子阱具有优异的光电性能,在光电子器件中有广泛的应用.论述了如何证明有机量子阱的存在及其国内外研究现状,介绍了有机量子阱在有机电致发光中的应用以及存在的问题,重点是如何利用有机量子阱提高发光性能,并指出了今后的研究方向.     

CBP/Alq3有机量子阱结构的光致发光

采用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备了CBP/Alq₃有机多量子阱结构,利用电化学循环伏安特性和吸收光谱、小角X射线衍射、荧光光谱研究了量子阱的能带、结构和光致发光的特性。电化学循环伏安特性和吸收光谱的测量结果表明,CBP的最低占据分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)的位置分别为-2.74,-6.00eV,Alq₃的LUMO与HOMO的位置分别为-3.10,-5.80eV,所以CBP/Alq₃有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构。小角X衍射测量显示,在小角的位置(2θ的范围在0°～3°)观察到了对应于量子阱结构的多级布拉格衍射峰,表明多层量子阱结构是有序的层状结构,界面比较完整,界面质量比较好。荧光光谱的研究结果表明,Ⅰ型量子阱结构可以有效地把能量从垒层传递给阱层,从而增强了阱层材料的发光。阱层的厚度对发光峰的位置影响很大,随阱层厚度减小,阱层材料的发光峰出现蓝移现象。并对引起发光峰蓝移的原因进行了讨论。     

有机多层量子阱结构的光致发光特性的研究

采用多源高真空有机分子束沉积系统(OMBDs),将两种有机小分子材料PBD和Alq₃以交替生长的方式,制备了不同厚度的PBD/Alq₃有机多层量子阱结构(OMQWs), 并利用电化学循环伏安法和光吸收分别测定了PBD和Alq₃的最低空分子轨道(LUMO)和最高占据分子轨道(HOMO)。该结构类似于无机半导体中的Ⅰ型量子阱结构,PBD层作为势垒层,Alq3层作为势阱层和发光层,并进行了小角X射线衍射(XRD)的测量。利用荧光光谱研究了OMQWs光致发光(PL)特性,得到随着阱层厚度的降低,光致发光的峰位将蓝移;同时随垒层厚度的减小,PBD的发光峰逐渐消失。利用量子阱结构可以使PBD的能量有效的传递给Alq₃,从而增强Alq₃的发光。     

硅锗量子阱发光器件的探索

介绍了提高硅发光效率的一些途径，关阐述硅锗合金的发光的基础上，分析了硅锗量子阱的光致发光机理及特性，并介绍了硅锗量子阱电致发光研究的进展。     

有机量子阱的光学性质

采用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备了Alq₃，PBD/Alq₃，PBD/Alq₃/PBD单层、双层以及量子阱结构，利用电化学循环伏安法和吸收光谱、荧光光谱研究了量子阱的类型和样品的光致发光特性.电化学循环伏安法和吸收光谱的测量结果表明，PBD/Alq₃有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构.荧光光谱的研究结果表明，单层Alq₃的光致发光峰不随Alq₃厚度变化而变化；但是双层PBD/Alq₃结构光致发光峰随Alq₃厚度的减小而发生蓝移；同样对于PBD/Alq₃/PBD量子阱结构光致发光峰随Alq₃厚度的减小而发生蓝移.对引起光谱蓝移的原因进行了讨论. 关键词： 有机量子阱 光谱蓝移     

有机多层量子阱的能量转移

采用多源有机分子气相沉积系统制备了不同类型的有机多量子阱结构，利用电化学循环伏安法和吸收光谱、荧光光谱研究了量子阱的类型、光致发光的特性.电化学循环伏安法和吸收光谱的测量结果表明，PBD/8-羟基喹啉铝(Alq₃)有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构，NPB/Alq₃和BCP/Alq₃有机量子阱为Ⅱ型量子阱结构.荧光光谱的研究结果表明，PBD/Alq₃和BCP/Alq₃量子阱结构可以实现PBD，BCP向Alq₃能量完全转移，而NPB/Alq₃量子阱结构，NPB和Alq₃之间只是部分能量转移.文中对影响能量转移的因素进行了讨论. 关键词： 有机量子阱 能量转移     

具有超晶格应力调制结构的绿光InGaN/GaN多量子阱的发光特性

研究了具有InGaN/GaN超晶格(SL)插入结构的绿光InGaN/GaN多量子阱(MQW)的发光特性。结构测试表明,SL插入结构并没有引起MQW中平均In组份的增加,而是改变了In组份的分布,形成了高In组份的量子点和低In组份量子阱。其电致发光(EL)谱和光致发光(PL)谱均出现了双发光峰。我们认为这两个 峰分别来自于量子点和量子阱,且存在着载流子从阱向点转移的输运机制。最后变温PL积分强度的Arrhenius 拟合表明,SL插入结构并没有在MQW中引入新的缺陷,使其发光效率下降。     

有机多层阱结构中光谱蓝移的研究

为了研究有机多层阱结构中光谱蓝移的原因,制备了以N,N′-Di-[(1-naphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) 为垒层和以Tris-(8-quinolinolato)aluminum(Alq3) 为阱层的有机多层阱结构器件.利用光致发光的方法,对具有不同周期及不同阱层厚度的有机多层阱结构器件进行研究.分析认为有机多层阱结构中的光谱蓝移是由于光谱重叠造成的,而并非量子尺寸效应或激子限制效应.     

有机多层阱结构中光谱蓝移的研究

为了研究有机多层阱结构中光谱蓝移的原因,制备了以N,N′-Di-[(1-naphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) 为垒层和以Tris-(8-quinolinolato)aluminum(Alq3) 为阱层的有机多层阱结构器件.利用光致发光的方法,对具有不同周期及不同阱层厚度的有机多层阱结构器件进行研究.分析认为有机多层阱结构中的光谱蓝移是由于光谱重叠造成的,而并非量子尺寸效应或激子限制效应.     

基于PVK和Alq3混合薄膜的光电性能研究

以PVK:Alq3混合体系作为研究对象,研究了该体系的光学性能以及电学性能.PVK:Alq3混合薄膜的光学性能表明在PVK和Alq3之间存在着能量传递,使得来自于Alq3的发光几乎占据了整个发光光谱.同时,光照下的电流电压曲线表明该体系具有明显的光伏效应.     

Luminescence properties of type-II quantum well light-emitting diodes formed with NPB and Alq3

The organic quantum well devices which are similar to the type-II quantum well of inorganic semiconductor have been fabricated. In the electroluminescence, the blue shift of spectrum with increasing applied voltage is observed, which is interpreted by exciton confinement effect and polarization effect, and the generation of exciton, including carrier injection and energy transfer, is discussed. This energy transfer from barrier to well is studied by photoluminescence and is interpreted in terms of Förster energy transfer. The electromodulation of photoluminescence demonstrates the quenching mainly comes from the dissociation of exciton in NPB and that in Alq₃ is very stable.     

有机阱结构器件在反向偏压调制下光致发光猝灭的研究

实验过程中制备了3种不同周期的有机阱结构器件,分别用N,N’-diphenyl-N,N’-bis(1-napthyl)-1,1’-biphenyll-4,4’-diamine(NPB)和4,4,N,N’-dicarbazolebiphenyl(CBP)作为电子的势阱和势垒。讨论了3个器件在反向偏压调制下的光致发光的猝灭。研究结果显示在作者所制备的器件中NPB层中激子的猝灭速度要比CBP层中的激子猝灭速度快。这主要是因为NPB层中的有效电场要比CBP层中的有效电场强。当所制备的有机阱结构器件的周期数增加时,在相同的反向电场下,NPB和CBP层中的激子猝灭速度会随之增加,因为实验中制备的这3个器件为Ⅱ型量子阱结构,激子在这种阱结构器件中会随着阱周期数的增加而变得越来越不稳定,因此周期数较大的器件猝灭现象比较明显。     

InGaAs/GaAs单量子阱PL谱的温度变化特性

采用分子束外延方法制备了InGaAs/GaAs单量子阱,利用自组装的光致荧光探测系统,对其进行了光致荧光谱研究。考察了不同温度下荧光峰波长、峰形的影响。研究结果表明:高温时荧光主要是源于带—带间载流子跃迁,而在低温时则来源于束缚在量子阱中激子的跃迁。     

InGaAs(P)/InP量子阱混合处理对其光电特性的影响

用离子注入诱导无序（IICD）和无杂质空位扩散诱导无序（IFVD）方法研究了InGaAs(P)/InP量子阱结构的混合造成材料光电特性变化，带隙蓝移的规律。研究结果发现，IICD造成的带隙蓝移与离子注入的种类、剂量、注入后退火温度，时间有关，也和样品存在的应力有关。具有压应力的样品产生的蓝移量比具有应力的大。IFVD方法造成的带隙蓝移量与介质膜的种类，后继退火温度，退火时间有关。同时还发现，蓝移量与半导体盖层成分和介质层成分的组合有关，InGaAs与SiO2组合产生的蓝移比InP与SiO2组合的大。介质层的掺杂也影响蓝移量，掺P的SiOxPyNx可以产生高达224meV的蓝移，目前尚未见其他报道，二次离子质谱（SIMS）研究说明，量子阱层元素的互扩散可能是造成带隙蓝移的主要原因。     

量子点量子阱中的三阶非线性光学特性的研究

利用紧致密度矩阵近似方法，研究了一个特殊量子点量子阱中的三阶非线性光学特性(三次谐波产生)，得到了量子点量子阱系统的三次谐波产生系数的解析表达式，而且考虑了量子点量子阱系统中的两种电子束缚态-壳层阱内与阱外两种束缚态。对CdS/HgS构成的典型的量子点量子阱进行了数值计算，得到了10^-15(m／v)^2量级的三次谐波产生系数，并且绘出了三次谐波产生系数作为量子点量子阱的尺寸和泵浦光子能量的函数曲线，最后对曲线的特征及其形成的原因进行了解析。