有机薄膜电致发光器件结构与发光特性的研究

从有机电致发光薄膜的发光机理出发，通过以Ａｌｑ薄膜器件、ＰＶＫ为空穴传输层和Ａｌｑ为发光层的双层 及ＰＶＫ掺荧光材料Ｐｅｒｙｌｅｎｅ的双层薄膜器件的研制，从器件的电致姚谱、电流密度－电压特性、亮度－电压特性的曲线的测试结果，计算分析了器件的流明效率、量子效率，并对有机薄膜电致发光器件的结构与发光特性之间的关系进行研究，利用能级理论分析了器件的姚特性随器件的结构不同所具有的规律。实验表明，加入ＰＶＫ     

IPTO薄膜制备及其在有机光电器件中的应用

新型IPTO(Pr Ti O3掺杂In2O3)薄膜的可见光透过率及导电性可与商业化的ITO薄膜媲美。采用双源电子束设备制备了一种新型的IPTO透明导电薄膜,通过开尔文探针法测试,其功函数为5.14 e V。为验证新型IPTO透明导电阳极对有机电致发光器件性能的影响,将IPTO替代商业化ITO作为阳极制备了有机电致发光器件。基于IPTO阳极的器件的亮度最大值为85 140 cd/m2,外量子效率最大值为3.16%,分别为以ITO为阳极的器件的3倍及1.13倍。这种性能的改善是由于IPTO具有较小的表面粗糙度及较高的功函数,可以降低阳极的注入势垒,有利于电荷向有机层注入,改善了器件内的空穴及电子的注入平衡。     

以Liq作为电子注入层的高效有机电致发光器件

利用Liq(8-hydroxy-quinolinato lithium)作电子注入层，制备了结构为ITO(indium tin oxide)／TPD(N，N′-diphenyl-N，N′—bis(3—methylphenyl)—1，1′biphenyl-4，4′diamine)／Alq3(tris-(8-hydroxy-quinolinato)aluminum)／Liq／Al的电致发光器件。实验表明，以Liq作为电子注入层器件的效率约为无Liq器件的5倍。其原因可归于Liq在金属铝电极与Alq3有机层之间产生偶极层，从而形成铝与有机层间的欧姆接触，使电子注入效率大幅提高。     

8-羟基喹啉铝电致发光薄膜的电学特性

用真空蒸发沉积方法制备了一种由8-羟基@4铝(发射层)/二胺(空穴输运层)双层有机膜构成的直流薄膜电致发光(EL)器件。获得了发射峰位于520um的绿色EL.EL光谱极相似于8-羟基喹啉铝粉末的光致发光(PL)光谱。发现当首次对该器件结构施加正向偏压激发电致发光时,出现一个形成过程。实验发现与电致发光形成过程相对应的转变电压可能同有机薄膜的品质及电极蒸发条件有关。     

利用级联式能量传递的有机电致发光器件

为了提高掺杂型有机电致发光器件(OLED)中主体发光材料与客体荧光染料间能量传递的效率,2-对联苯-8-羟基喹啉锌(Zn ₂)作为NPB : DCJTB掺杂体系的能量助传递剂,制备了结构如:ITO/NPB/NPB : DCJTB/Zn ₂/BCP/Al的有机电致发光器件。助传递剂Zn ₂的加入,能够两次利用Frster能量转移,实现NPB向DCJTB级联式的能量传递过程,提高低浓度时掺杂染料DCJTB红光发射的纯度;此外,还探讨了三者间能量传递的有效距离,即当助传递剂与掺杂体系的距离在小于10 nm的范围内,其参与能量传递的效率随着距离的增加而逐渐下降。     

多层周期结构有机物薄膜制备及其发光特性研究

利用高真空多源型有机分子沉积系统制备了同８－羟基喹啉铝和叔丁基联苯基苯基呃二（ＰＢＤ）交生长的有机多层周期结构，小角Ｘ－射线衍和分析表明，样品具有良好的、完整的结构特性，并且界面质量很好，光致发光测量中发现，对于由以上两种材料制备的周期结构，激发态能量发生了从ＰＢＤ层向Ａｌｑ３中转移的现象，并且随着ＰＢＤ层厚度的变薄，这种能量转移现象更加明显，电致发光测量中发现线在室温下有蓝移及窄化现象。     

直流电致发光器件在脉冲电压激发下光电特性的测量

我们用单极性脉冲电压激发ＺｎＳ－Ｍｎ，Ｃｕ粉未发光器件并测量了光电特性。研究了不同形成电压下脉冲电流同脉冲电压的关系；过电压激发下积分亮度的变化；积分亮度同激发脉冲的频率和占空比的关系。我们也测量了一个脉冲期间在发光器件年的瞬态电压变化，看到了负阻效应。     

工作条件对有机薄膜电致发光器件老化特性的影响

本文对以Alq为发光层的有机薄膜电致发光器件,在连续及脉冲恒压驱动下连续工作时的老化特性进行了系统研究。发现器件所加脉冲电压的占空比越小,以及工作前在空气中存放的时间越短,则老化越慢。上述结果说明:器件工作时自身的发热以及吸附气体等因素在器件的老化过程中起重要作用.     

Zn(BTZ)2白色有机电致发光材料的合成及其器件制备

以PCl₃为脱水剂,将邻氨基硫酚与水杨酸脱水环化合成出2-(2-羟基苯基)苯并噻唑,并进一步将所得产物与乙酸锌反应合成出2-(2-羟基苯基)苯并噻唑螯合锌(Zn(BTZ)₂)材料。以该配合物作为发光层制备出结构为ITO/PVK:TPD/Zn(BTZ)₂/Al近白色电致发光器件,其色坐标位于白场之内(x=0.242,y=0.359),在驱动电压为16V时,亮度达3200cdm²,对应的量子效率为0.32%。进一步在Zn(BTZ)₂中掺入橙红色染料Rubrene,制成ITO/PVK:TPD/Zn(BTZ)₂:Rubrene/Al结构器件,实现了纯白色发光(色坐标值:x=0.324,y=0.343),非常接近于白色等能点,且量子效率达0.47%。最后对上述器件的发光和电学性能进行了深入的研究和探讨。     

一种新型光电材料──β－FeSi_2的结构，光电特性及其制备

Ｂ－ＦｅＳｉ２是近年来发展起来的新型硅基光电材料。详细介绍了Ｂ－ＦｅＳｉ２的结构，电学、光学性质以及它的制备技术。对目前存在的问题以及未来的研究动向作了简要的讨论。     

Ni/SnO_2复合薄膜的制备与光电性能

采用旋涂法将溶胶-凝胶法制备的Ni/Sn O2凝胶在玻璃基底上镀膜,得到了Ni/Sn O2复合薄膜,探讨了镍掺杂量、煅烧温度对薄膜结构和形貌的影响。通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等测试手段对Ni/Sn O2复合膜的结构和形貌进行表征。结果显示,500℃下煅烧的薄膜样品的结晶度较高,粒径小,颗粒分布均匀。用紫外-可见分光光度计和四探针电阻仪对其进行光学、电学性能测试,结果显示:适量的Ni掺杂可以提高Sn O2薄膜在近紫外光区的吸收,Ni/Sn O2薄膜在近紫外光区的吸收随着Ni2+掺杂摩尔分数从5%增加到10%而逐渐减小。当Ni2+掺杂摩尔分数为6%时,Ni/Sn O2复合薄膜的导电性能最好。     

Ag:ZnO/SiO2 复合薄膜的制备与光学性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备Ag掺杂于ZnO层的Ag:ZnO/SiO2(AZSO)复合薄膜,采用XRD、SEM、UV-Vis和PL谱等手段对样品的晶体结构、微观形貌、透过率、吸收率及光致发光性能等进行表征,并观察了掺Ag量对复合薄膜光学性能的影响。XRD结果表明:样品经300℃退火处理后出现ZnO及单质Ag衍射峰;由SEM结果可观察到AZSO复合薄膜颗粒分散均匀,表面致密,其断面照片显示了薄膜的双层结构。UV-Vis吸收光谱结果表明:随着复合薄膜中Ag含量的增加,Ag与ZnO之间的电子转移及Ag颗粒的变大促使Ag的特征吸收峰呈现红移和宽化,样品的透过率也随之降低,吸收边向短波长方向移动,禁带宽度减小。PL谱结果表明:由于Ag的掺入减少了ZnO内空穴浓度并对复合薄膜的结构缺陷进行补偿,以及Ag在440nm附近的特征吸收,降低了复合薄膜的发光强度。     

溅射气氛对N掺杂ZnO薄膜性能的影响

利用磁控溅射系统,N₂和Ar作为溅射气体,生长N掺杂ZnO薄膜。溅射气氛中氮气流量分别为0,8,20,32 mL/min,通过改变氮气的流量,研究薄膜性能的变化。结果发现,随着溅射气氛中氮气流量的增加,薄膜的电阻率增加,薄膜中N_O与(N₂)_O的掺杂浓度同时在变大。当氮气流量为8 mL/min时,N的有效掺杂效率最高。另外,随着溅射气氛中氮气流量的增加,薄膜的厚度在减小。     

原子层沉积制备Ta_2O_5薄膜的光学特性研究

以乙醇钽[Ta(OC2H5)5]和水蒸气为前驱体,采用原子层沉积(ALD)方法分别在基板温度为250℃和300℃的K9和石英衬底上制备了Ta2O5光学薄膜。采用分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段对薄膜的光学特性、微结构和表面形貌进行了研究。结果表明,用ALD方法制备的Ta2O5薄膜在刚沉积和350℃退火后均为无定形结构,而250℃温度下沉积的薄膜其表面粗糙度低,聚集密度很高,光学均匀性优,在中紫外到近红外均表现出很好的光学特性,可以作为高折射率材料很好地应用于光学薄膜中。     

AgInSbTe薄膜的短波长记录性能分析

采用自制的装置研究了Ag5In5Sb47Te33薄膜的静态记录性能与记录激光的功率和脉冲宽度的关系，并对其记录畴形貌特点进行了直接观察。结果表明只有记录激光的功率和脉冲宽度在一定范围之内才能起到信息记录的作用，所得的记录畴形貌十分清晰，基本为非晶态Ag5In5Sb47Te33；小于该范围的激光能量不能使材料结构发生较大的变化，所得的记录畴形貌模糊，反射率对比度低于2％；大于该范围所得的记录畴由烧蚀区和其周围的非晶态Ag5In5Sb47Te33组成。另外，得到了记录激光功率为12mW、脉冲宽度为90ns的Ag5In5Sb47Te33薄膜的短波长最佳记录条件，其记录畴的反射率对比度为22％，直径为380nm-400nm。     

Cu掺杂ZnO薄膜的光学性质

采用射频反应磁控溅射方法,在Si(100)和石英基片上使用双靶溅射的方法制备了Cu掺杂ZnO薄膜。利用X射线衍射、透射光谱和光致发光光谱分析了薄膜的晶体结构及光学性质,并与密度泛函理论计算的结果进行了对比。研究结果显示:Cu掺杂ZnO薄膜均具有高的c轴择优取向,无Cu及其氧化物相关相析出,掺杂对晶格参数的影响较小,与理论计算结果一致。Cu掺杂显著改变了ZnO薄膜在近紫外及可见光波段的吸收特性,其光学带隙随着Cu掺杂量的增加有所减小,带隙宽度的变化趋势与理论结果有着很好的一致性。Cu掺杂显著降低了ZnO薄膜的发光效率,具有明显的发光猝灭作用,但并不影响光致发光的发光峰位。说明Cu掺杂导致的吸收特性的改变可能与杂质能级有关,这与能带结构计算发现的Cu-3d电子态位于价带顶附近的禁带中是一致的。     

ZnO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上成功地淀积ｃ轴取向性好的ＺｎＯ薄膜。经过优化计算，获得并分析了不同氧分压下制备的ＺｎＯ薄膜的折射率ｎ和消光系数ｋ的数值；同时得到了吸收光学带隙Ｅｏｐｔ，用能带模型解释了Ｅｏｐｔ的变化规律。     

Opto-Electronic Properties of MBE-Grown ZnSSe Thin Films on ITO Substrates

The opto-electronic properties of molecular-beam-epitaxy (MBE)-grown ZnSSe thin films on indium-tin-oxide (ITO) glass substrates were investigated in this work. Ultraviolet (UV) photoresponsivity as high as 0.01 A/W and three orders of visible rejection power were demonstrated. The results of d.c. resistivity measurements revealed that the resistivity of the ZnSSe thin films decreased as the crystal size increases and reaches a value of 4.3 × 10¹¹ Ω cm for a thin film grown at the optimized substrate temperature of 290°C. The results of a.c. impedance measurements performed in the frequency range of 40 to 4000 Hz further indicated that the impedance of this alloy thin film can provide a good match with the liquid crystal layer of a liquid crystal light valve for UV imaging applications.     

Cu掺杂Ga2O3薄膜的光学性能

采用射频磁控溅射和N2气氛退火处理制备了多晶Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜.用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对Ga2O3薄膜和Cu掺杂Ga2O3薄膜的结构和光学性能进行了表征.结果表明,Cu掺杂后Ga2O3薄膜的结晶质量变差,透过率明显降低,吸收率增加,光学带隙减小.本征Ga2O3薄膜在紫外、蓝光和绿光出现了发光带,Cu掺杂后紫外和蓝光发射增强,且在475nm处出现了一个新的发光峰.     

Electronic and Optical Properties of Some Polysulfone-Polydimethylsiloxane Copolymers in Thin Films

Polysulfone (PSF)-polydimethylsiloxane (PDMS) block copolymers (PSF-b-PDMS) with various compositions were prepared by condensing chloro-terminated polysulfone oligomers with α, ω -dihydrogensilyl-polydimethylsiloxane in refluxing chlorobenzene solution in the presence of urea as a hydrogen chloride acceptor. The temperature dependences of the electrical conductivity and thermoelectric power (Seebeck coefficient) of copolymers were studied using thin films deposited from a dimethylformamide solution (spin coating method) onto glass substrates. It was established that the various copolymers showed typical semiconducting properties. Some correlations between these properties (activation energy, ratio of carrier mobilities, etc) and molecular structure of the copolymers were found. A model based on band gap representation was found to be suitable for explanation of the electronic transport mechanism through the studied copolymers in thin films. The study of the transmission and absorption spectra (in the spectral range from 300 nm to 1400 nm) evidenced that the indirect allowed optical transitions were predominant. The values of the optical energy band gap (ranged between 1.50 eV and 1.70 eV) are in agreement with values of width of the forbidden band calculated from the temperature dependence of the electrical conductivity.