有机电致发光器件量子效率测量系统的建立及其应用研究

有机电致发光器件（OLED）的量子效率是衡量器件发光性能的一个非常重要的参数，考虑到提高OLED量子效应的基本前提是能精确测得器件的量子效率。本文工作采用美国Keithley公司的系列产品，设计与组建了一套精确测量OLED量子效率的测量系统（主要由真空系统和测试系统组成）。应用本系统测量时，由测量软件通过数据采集卡来实时地对K－2400（稳压源）和K－485（微检流计）进行控制，得到流经器件的电流和器件输的光电流，再经过换算得出注入器件的电子数和从器件输出的光子数，从而能够得到器件的量子效率值，最后由计算机动态地绘制出器件的性能曲线。此外，我们还利用本测量系统对以MEH－PPV为基质的橙红色OLED进行测量，该测试样品在0.0117A/cm^2的电流密度下，测量量子效率为0．39％。     

以金刚石薄膜为空穴传导层的有机薄膜电致发光

以在半透明金膜上生长的微晶金刚石薄膜作为空穴传导层，得到了以８－羟基喹啉铝（Ａｌｑ３）为发光材料的有机薄膜的电致发光，对器件的电流－电压特性，电压－亮度特性进行了测量，并计算了量子效率，结果表明，该器件具有较高的量子效率及较小的工作电流，从能带图出发，对结果进行了分析。     

Sm2+掺杂的无机光谱烧孔材料量子效率研究

本文由光谱烧孔的发光动力学方程出发,推导了脉冲光烧孔并选通的情况下量子效率的表达式.在77K下测量了以不同功率的560nm脉冲光烧孔并选通的条件下,孔深随烧孔脉冲数目的变化,验证了烧孔的量子效率与选通光强度的关系.在相同的烧孔条件下测量了BaF(Cl,Br):Sm²⁺与SrF(Cl,Br):Sm²⁺的孔深随脉冲数目的变化,验证了量子效率与⁵D_J-⁷F₀跃迁几率的关系.     

ZnSe－CdZnse多量子阱光双稳器件的研制

本文采用电化学选择性腐蚀工艺对ＧａＡｓ衬底蚀孔，在其上获得了大面积具有光滑表面的Ⅱ－Ⅵ族半导体多量子阱外延膜．通过在其表面蒸镀反射膜，制成了高质量的Ｆ－Ｐ腔，制备出ＺｎＳｅ－ＣｄＺｎＳｅ多量子阱Ｆ－Ｐ腔光双稳器件．     

X射线二极管的灵敏度标定和应用

阐述了Ｘ射线二极管铝阴极光电转换量子效率，并在单色亚千Ｘ射线光源装置上对铝阴极的灵敏度进行了绝对标定，最后介绍了采用Ｘ射线二极管探头来测量激光－等离子体相互作用中产生的亚千Ｘ射线能量。     

ZnS∶Tb薄膜电致发光的量子效率及过热电子分布

采用高频溅射的方法制备了高亮度的ＺｎＳ∶Ｔｂ薄膜电致发光器件．测量了发射强度比Ｉ（５Ｄ３－７Ｆ６）／Ｉ（５Ｄ４－７Ｆ４）随激发电压的变化关系、弛豫时间及发光的量子效率，计算了碰撞截面，分析ＺｎＳ∶Ｔｂ的过热电子的分布，并与ＺｎＳ∶Ｍｎ进行了比较．指出了ＺｎＳ∶Ｔｂ效率与ＺｎＳ∶Ｍｎ效率差异的可能原因．     

探测器对量子增强马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响

研究了强度差测量方案下,探测器量子效率对光子数态、关联数态、压缩真空态三种量子光源注入的马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响.获得了相位测量灵敏度与效率的定量关系,比较了探测效率对不同量子态注入的干涉仪相位灵敏度的影响.研究表明：光子数态注入时,相位测量灵敏度始终不能超越标准量子极限;关联数态注入时,无论多大的光子数,要获得相位测量的量子增强,探测效率不得小于75%;对于压缩真空态,只要有压缩存在就可以获得一定的相位测量的量子增强;关联数态、压缩真空态的注入,相位灵敏度皆随探测效率的增大而不同程度的提高,且压缩真空态比关联数态具有更好的量子增强效果.给出了在量子增强的精密测量实验中对探测效率的要求,并结合实际应用说明了探测效率的提高有助于提高干涉仪探测的灵敏度.     

ZnSe－ZnTe多量子阱室温下的反射型皮秒激子光双稳

本文首次研究了ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱在室温下的反射型皮秒激子光双稳，实验结果表明，ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱在室温下的反射型皮秒光双稳的阈值光强和对比度分别为１．１ＭＷ／ｃｍ２和６：１．根据测量得到的ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱在室温下的激子吸收光谱及激子的非线性吸收理论，归结ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱室温下的皮秒光双稳的主要非线性机理为ＺｎＳｅ－ＺｎＴｅ多量子阱的激子饱和吸收引起的折射率变化．     

MyM′1－yFClxBr1－x：Sm2＋的电子跃迁过程和光谱烧孔效率

通过测量无机光谱烧孔系列材料ＭｙＭ′１－ｙＦＣｌｘＢｒ１－ｘ：Ｓｍ２＋（Ｍ＝Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）中４ｆ５ｄ带的激发光谱随组分ｘ和ｙ的变化，５ＤＪ—７Ｆ０（Ｊ＝２，１，０）跃迁的荧光衰减随组分与温度的变化，对其烧孔的电子跃迁过程及其对烧孔效率的影响进行了研究．得出结论：在此系列材料中，随着Ｂｒ含量和小半径的碱土离子的增加，Ｓｍ２＋的４ｆ５ｄ带与５ＤＪ能级更加接近，使７Ｆ０—５ＤＪ的电子跃迁几率增大，烧孔效率提高     

基于量子存储的长距离测量设备无关量子密钥分配研究

针对量子中继器短时间内难以应用于长距离量子密钥分配系统的问题, 提出了基于量子存储的长距离测量设备无关量子密钥分配协议, 分析了其密钥生成率与存储效率、信道传输效率和安全传输距离等参数间的关系, 研究了该协议中量子存储单元的退相干效应对最终密钥生成率的影响, 比较了经典测量设备无关量子密钥分配协议和基于量子存储的测量设备无关量子密钥分配协议的密钥生成率与安全传输距离的关系. 仿真结果表明, 添加量子存储单元后, 协议的安全传输距离由无量子存储的216 km增加至500 km, 且量子存储退相干效应带来的误码对最终的密钥生成率影响较小. 实验中可以采取调节信号光强度的方式提高测量设备无关量子密钥分配系统的密钥生成率, 为实用量子密钥分配实验提供了重要的理论参数.     

InGaN/GaN laser diode characterization and quantum well number effect

The effect of quantum well number on the quantum efficiency and temperature characteristics of In- GaN/GaN laser diodes （LDs） is determined and investigated. The 3-nm-thick In0.13Ca0.87N wells and two 6-am-thick GaN barriers are selected as an active region for Fabry-Perot （FP） cavity waveguide edge emitting LD. The internal quantum efficiency and internal optical loss coefficient are extracted through the simulation software for single, double, and triple InGaN/GaN quantum wells. The effects of device temperature on the laser threshold current, external differential quantum efficiency （DQE）, and output wavelength are also investigated. The external quantum efficiency and characteristic temperature are improved significantly when the quantum well number is two. It is indicated that the laser structures with many quantum wells will suffer from the inhomogeneity of the carrier density within the quantum well itself which affects the LD performance.     

Calculation of the quantum efficiency for the absorption on confinement levels in quantum dots

The quantum efficiency of the absorption on quantum confinement levels is investigated. This is achieved by modeling the electron confinement in a spherical quantum dot (QD). The confinement levels are calculated using both infinite and finite rectangular quantum wells. The spectral internal quantum efficiency is evaluated within both the models, by computing Einstein’s coefficients for the transitions between confinement levels. The size of QDs (1–3 nm radius) leads to negligible many body effects. The nature of the QD material and of the matrix embedding is taken into account in the finite rectangular quantum well approximation and introduces only a small correction. The temperature dependence of the efficiency is also taken into account. A numerical application is performed for a silicon QD of 2.5 nm radius, embedded in amorphous silica. It is proved that the absorption threshold shifts toward the far infrared limit and that the spectral internal quantum efficiency reaches 4–5% at the threshold.     

p-AlGaN电子阻挡层Al组分对Si衬底绿光LED性能影响的研究

在Si(111)衬底上利用MOCVD方法生长了具有不同Al组分p-AlGaN电子阻挡层的绿光InGaN/GaN LED结构,并对其光电性能进行了研究.结果表明,不同Al组分样品的量子效率随电流密度的变化规律呈现多样性.在很低电流密度范围,LED量子效率随Al组分升高而下降;在较高电流密度范围,LED量子效率随Al组分升高而升高,即此时缓解了量子效率随电流密度增大而衰退的速率(即droop效应);但随着电流密度的进一步升高,反而加快了量子效率衰退的速率.这些现象解释为不同Al组分的p-AlGaN对空穴和电子 关键词： 氮化镓 p-AlGaN 绿光LED 量子效率     

具有三角形InGaN/GaN多量子阱的高内量子效率的蓝光LED(英文)

对InGaN量子阱LED的内量子效率进行了优化研究。分别对发光光谱、量子阱中的载流子浓度、能带分布、静电场和内量子效应进行了理论分析。对具有不同量子阱数量的InGaN/GaN LED进行了理论数值比对研究。研究结果表明,对于传统结构的LED而言,2个量子阱的结构相对于5个和7个量子阱具有更好的光学性能。同时还研究了具有三角形量子阱结构的LED,研究结果显示,三角形多量子阱结构具有较高的电致发光强度、更高的内量子效率和更好的发光效率,所有的优点都归因于较高的电子-空穴波函数重叠率和低的Stark效应所产生的较高的载流子输入效率和复合发光效率。     

GaAs光阴极量子效率分布测量

基于负电子亲和势GaAs光阴极直流高压注入器,设计并搭建了国内首套光阴极量子效率分布测量系统。该系统利用单透镜实现逐点扫描,并采用LabVIEW进行控制和数据读写。实验表明,该系统单点采样时间小于2.3s,分辨率优于0.32mm。初步测量了GaAs阴极的量子效率分布,观察到量子效率分布及其衰减的不均匀性,量子效率较高区域的衰减速率更低。     

基于电磁诱导透明机制的压缩光场量子存储

光场的量子存储不仅是构建量子计算机的重要基础,而且是实现量子中继和远距离量子通信的核心部分.由于存在不可避免的光学损耗,光学参量放大器产生的压缩真空态光场将变为压缩热态光场,不再是最小不确定态.因此,压缩热态光场的量子存储是实现量子互联网的关键.在原子系综中利用电磁诱导透明机制能够实现量子态在光场正交分量和原子自旋波之间的相互映射,即受控量子存储.本文根据量子存储的保真度边界,研究了实现压缩热态光场量子存储的条件.量子存储的保真度边界是通过经典手段能够达到的最大保真度,当保真度大于该边界时,就实现了量子存储.通过数值计算分析了不同情况下压缩热态光场的量子存储保真度边界,以及存储保真度随存储效率的变化关系,得到了实现量子存储的条件,为连续变量量子存储实验设计提供了直接参考.     

基于GaAs/InAs-GaAs/ZnSe量子点太阳电池结构的优化

基于GaAs/InAs-GaAs/ZnSe的P-i-N量子点太阳电池结构, 根据光学原理和扩散理论建立了光生电流密度与膜层厚度相关的数学模型, 定量分析了量子点层厚度等参数对太阳电池性能的影响,以期达到提高量子 点太阳电池转换效率的目的.理论模拟表明:在i层厚度取3000 nm时,优化后P(GaAs)型、N(ZnSe)型层 薄膜的最佳膜厚为1541 nm, 78 nm, 并在单一波长下太阳电池转换效率为20.1%;同时量子 点体积和温度对于量子点太阳电池I-V特性也会产生影响, 当量子点体积和温度逐渐增大时, 开路电压呈现减小趋势,使得转换效率降低.     

Quantum efficiency and overlap integrals in InSb

The paper deals with the problem of the enhanced quantum efficiency in semiconductors. An expression is derived for the spectral dependence of quantum efficiency in InSb in the low energy region. The probabilities both of the primary absorption process and of secondary relaxation processes, i.e. impact ionization (inter-band Auger transitions) and the thermalization of hot electrons, are calculated. The behaviour of overlap integrals in InSb is discussed in connection with these processes. The calculated spectral dependence of the quantum efficiency is compared with the experimental measurements.     

Evidence for visible quantum cutting via energy transfer in SrAl12O19:Pr,Cr

Evidence for visible quantum cutting involving the emission of two visible photons for each vacuum-ultraviolet (VUV) photon absorbed is demonstrated in SrAl(12)O(19):Pr,Cr using synchrotron radiation as one of the excitation sources. Upon VUV excitation of the 4f5d states of Pr(3+), quantum cutting could occur by a two-step energy transfer from Pr(3+) to Cr(3+) by cross relaxation and sequential transfer of the remaining excitation energy. A theoretical visible quantum efficiency of 147% is estimated in SrAl(12)O(19):2% Pr,5% Cr, suggesting the possibility of a VUV phosphor with visible quantum efficiency higher than 100% based on Pr(3+)-Cr(3+) pair in oxide materials.