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。     

Study on measurement technology of ultra-low brightness北大核心CSCD

光亮度是表征发光体的重要光度特性参数。提出了一种超低亮度计的设计方法,描述了超低亮度计的工作原理和组成;利用微弱光信号处理技术、非线性校准技术、制冷散热技术等实现了超低亮度的自动测量;根据亮度计的测量原理,对仪器进行了标定,测量不确定度达到5%。超低亮度计可适用于实验室和现场等测试场所,为微光夜视装备、显示系统、特种光源、发光材料等的性能评估测试和校准提供计量保障。     

ZnS:Mn、Cu粉末直流电致发光器件直流和交流电致发光一致性的研究

本文研究了粉末直流电致发光(DCEL)器件在直流(DC)和交流(AC)电压下光电特性的关联和区别及其物理机制. 实验发现,在DC和AC条件下DCEL器件的阻抗特性之间没有任何有规律的关联,而AC条件下的激发电流I_A和亮度B_A以及DC条件下的亮度B_D和发光效率η_D四个参量之间则表现出某种程度的一致性,但AC条件下的发光效率η_A与上述四个参量之间却表现出某种相反和相对立的关系. DCEL器件的光电特性具有强烈非线性和对电压方向的非对称性.正半周(或DC条件下)DCEL器件是在高电场和低电流激发下的发光.对发光起主要作用的是电场强度.在负半周时则是低电场和大电流激发下的发光.对发光起主要作用的是激发电流而不是电场强度.在AC条件下依材料、工艺、形成条件和工作电压的不同,DCEL器件可能更多地显示出正半周,负半周或两半周综合的光电特性.上述观点可以解释本文的实验结果.     

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。     

ZnS:Mn、Cu粉末直流电致发光器件直流和交流电致发光一致性的研究

本文研究了粉末直流电致发光(DCEL)器件在直流(DC)和交流(AC)电压下光电特性的关联和区别及其物理机制.实验发现,在DC和AC条件下DCEL器件的阻抗特性之间没有任何有规律的关联,而AC条件下的激发电流IA和亮度BA以及DC条件下的亮度BD和发光效率ηD四个参量之间则表现出某种程度的一致性,但AC条件下的发光效率ηA与上述四个参量之间却表现出某种相反和相对立的关系.DCEL器件的光电特性具有强烈非线性和对电压方向的非对称性.正半周(或DC条件下)DCEL器件是在高电场和低电流激发下的发光.对发光起主要作用的是电场强度.在负半周时则是低电场和大电流激发下的发光.对发光起主要作用的是激发电流而不是电场强度.在AC条件下依材料、工艺、形成条件和工作电压的不同,DCEL器件可能更多地显示出正半周,负半周或两半周综合的光电特性.上述观点可以解释本文的实验结果.     

以ZnO为电子传输层PPV的发光

以Ⅱ-Ⅵ族无机半导体ZnO为电子传输层,PPV为空穴传输层和发光层,得到的电致发光器件比单层PPV器件的发光亮度和效率都高.器件结构为ITO/PPV/ZnO/Al的电致发光光谱同单层PPV器件的光谱基本相同,但是启亮电压明显比单层器件低,最大亮度大约比单层器件高6倍左右,同时工作电流也比单层器件小.通过PPV层自吸收现象可判断出发光区域在PPV/ZnO界面处.电流-电压曲线表明,这种器件具有空间电荷限制电流特性,即J∝Vn,这里n大约为2,这器件的电流主要受到空穴的限制.     

光电探测系统温度自动补偿技术

光电元器件的基本参数都随温度而变化，这严重地影响了由它们组成的光电探测系统对环境温度的适应性，本文运用信号与系统的理论，分析光电探测系统自动温度补偿技术的原理，提出温度自动补偿技术能有效地调整光电探测系统发光器件的工作电流和实现光电探测系统的温度自动补偿功能。     

一种实用的实验室电源的设计

介绍了一种实用的物理实验专用线性可调稳压直流电源。该电源由可调三端稳压、可调基准电压、限流电路等构成,可提供0～12 V连续可调电压,输出电流限制在100 mA,适用于大学物理实验中二极管伏安特性测量、三用电表的设计与制作等设计性实验,起到对实验器件和仪表的保护作用。     

交流驱动无电学接触GaN基Micro-LED器件光电特性

针对Micro-LED器件微型化带来的尺寸效应、高速巨量转移、发光器件与驱动背板的高精度键合等问题,本文通过金属有机化学气相沉积和原子层沉积技术制备了一种垂直结构的交流驱动无电学接触型GaN基Micro-LED器件,研究了其光电特性。结果表明,器件电路模型可等效为RC电路,随着交流驱动信号频率的增大,器件等效阻抗先快速减小后趋于稳定。当频率固定时,器件I-V特性呈线性关系,器件等效阻抗稳定,器件亮度随着驱动电压增大而增强。当驱动电压固定时,器件在16～22 MHz频率范围内达到最大亮度,且亮度随频率增加呈现先上升后下降趋势;此外,由于回路呈电容特性,无电学接触型Micro-LED器件存在发光延迟效应和电流超前效应。对比传统Micro-LED器件,无电学接触型Micro-LED器件与外部电极无电学接触,在交流驱动条件下实现内部载流子复合发光,有望解决Micro-LED芯片微型化带来的技术难题。     

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。     

顶发射绿光量子点电致发光器件

采用核壳结构的绿光CdSSe/ZnS量子点成功制备了顶发射绿光量子点器件,并详细研究了它的光电特性。与具有相同结构的底发射器件相比,顶发射器件在亮度、效率、色纯度、光谱的电压稳定性上都得到了显著提高。在相同电压7 V下,尽管底发射具有更大的电流密度,但亮度仅为831 cd/m²,而顶发射器件的亮度则可达到1 350 cd/m²,并且顶发射器件的最高亮度可达到7 112 cd/m²。在效率上,顶发射器件的最大电流效率可达6.54 cd/A,远大于底发射器件的1.89 cd/A。在光谱方面,在底发射器件中出现的红蓝部分的杂光在顶发射器件中完全被抑制,而且顶发射光谱的半高宽显著窄化,具有更高的色纯度。当电压从4 V变化到9 V时,顶发射器件光谱始终保持稳定,色坐标移动仅为（-0.005,-0.001）。结果表明,顶发射结构有利于提高量子点器件的亮度、效率、色纯度以及光谱的电压稳定性。     

Si(110)和Si(111)衬底上制备InGaN/GaN蓝光发光二极管

分别在Si(110)和Si(111)衬底上制备了In Ga N/Ga N多量子阱结构蓝光发光二极管(LED)器件.利用高分辨X射线衍射、原子力显微镜、室温拉曼光谱和变温光致发光谱对生长的LED结构进行了结构表征.结果表明,相对于Si(111)上生长LED样品,Si(110)上生长的LED结构晶体质量较好,样品中存在较小的张应力,具有较高的内量子效率.对制备的LED芯片进行光电特性分析测试表明,两种衬底上制备的LED芯片等效串联电阻相差不大,在大电流注入下内量子效率下降较小;但是,相比于Si(111)上制备LED芯片,Si(110)上LED芯片具有较小的开启电压和更优异的发光特性.对LED器件电致发光(EL)发光峰随驱动电流的变化研究发现,由于Si(110)衬底上LED结构中阱层和垒层存在较小的应力/应变而在器件中产生较弱的量子限制斯塔克效应,致使Si(110)上LED芯片EL发光峰随驱动电流的蓝移量更小.     

一种新的OLED亮度均匀度测试方法

根据CCD的成像特点,建立了CCD感光像素与OLED显示像素亮度的关系,从而提出了一种由CCD采集图像分析OLED显示设备亮度均匀度的理论方法。给出了一种基于CCD摄像器件的测试平台与软件系统,阐述了测试平台的主要组成、工作流程以及设计要点等。给出了OLED样板的测试评估结果,表明了这种基于CCD的测试平台与评估理论的方法是快捷而有效的。     

陶瓷基片薄膜电致发光器件

本文报道了一种新颖的陶瓷基片薄膜电致发光器件(CSTFEL),使用高介电常数的陶瓷片作器件的基片,同时又作为器件中的绝缘层,陶瓷片表面无需抛光处理,直接制作发光器件,工艺简单,用市电50Hz,220V驱动,亮度大于30cd/m2,寿命大于10000小时.     

基于迭层结构的高效红色有机电致发光器件

为了提高红色有机电致发光器件的亮度和效率,引入Alq3:Mg/WO3作连接层制备了红色迭层有机电致发光器件.通过调节WO3的厚度得到了最佳器件,其效率和亮度达到了普通器件的三倍和四倍.利用铕配合物[Eu(DBM)3bath]和小分子染料器件(DCJTI)单元进行组合制备迭层器件,结构为ITO/TPD/DCJTI:CBP/BCP/Alq3/Alq3:Mg/WO3/TPD/Eu(DBM)3bath:TPD/Eu(DBM)3bath/LiF/A1,器件的最大亮度达8609 cd/m'2,最大效率达10.2 cd/A.     

LED正向压降随温度的变化关系研究

分析了LED正向压降随温度变化的物理机理,建立了恒流驱动下正向压降随温度的变化系数测试系统对不同材料、不同发射波长的LED电压随温度变化系数进行了系统的实验研究,利用最小二乘法对实验数据进行了线性拟合,得到了不同发射波长的AlGaInP、InGaN材料LED的电压随温度变化系数,对超高亮度LED、功率型LED器件及系统的热工参数测量积累了的重要数据.     

聚合物级联发光器件

基于溶液加工方法制备了聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)/氧化锌(ZnO)/乙氧基化聚乙烯亚胺(PEIE)电荷产生层的聚合物级联发光器件, 发现PEDOT∶PSS层电导和厚度对器件的电流-电压特性影响较小, 不同PEDOT∶PSS对器件发光效率的影响主要来自于其对发光层激子不同的猝灭作用, PEDOT∶PSS厚度为60 nm的级联器件比PEDOT∶PSS 厚度为30 nm的级联器件的发光效率稍高, 原因是PEDOT∶PSS较厚时, 其表面形貌更均匀。级联器件的发光效率和驱动电压分别与发光子单元的发光效率和驱动电压之和相近, 说明在较低的电压下电荷产生层就能够有效产生电荷并注入到发光子单元中,级联器件的发光光谱中包含两个发光子单元的发光光谱,说明两个发光子单元在级联器件中都能正常工作。通过对电荷产生层的电容-电压(C-V)特性的测试, 确认了在电荷产生层中存在电荷的积累过程。证明了PEDOT∶PSS/ZnO/PEIE为有效的电荷产生层。首次报道了包含三个SY-PPV发光单元的级联器件, 三个发光子单元发光效率之和与级联器件的发光效率相当, 其最大发光效率和最大外量子效率分别为21.7 cd·A-1和6.95%。在器件亮度为5 000 cd·m-2时, 器件的发光效率和外量子效率分别为20.5 cd·A-1和6.6%。说明并没有由于发光子单元数目增加而影响级联器件的发光效率。并且其发光光谱和发光子单元的发光光谱相接近。通过 进一步降低CGL中空穴注入层对级联器件的影响有望提高级联器件的发光效率。     

基于红外光电传感器的飞机主系统液压泵测速仪设计

为改进传统飞机主系统液压泵转速测试仪表，设计了以红外光电传感器、单片机以及液晶显示器为主要硬件的微型转速测试仪及其C语言驱动程序。经外光电传感器先采集液压泵旋转产生的脉冲，将其放大后送入单片机；再通过单片机定时器的中断计时和计数器对脉冲计数，计算出转速后将结果送入液晶显示器。为确保系统的软硬件设计正确，基于Proteus虚拟平台对设计进行了仿真。结果表明，系统的设计正确，运行可靠。     

微腔效应对顶发射串联蓝光有机电致发光器件性能的影响

相比于传统有机电致发光器件,串联有机电致发光器件的发光效率与寿命均得到明显提升.因此,深入研究微腔效应对顶发射串联有机电致发光器件性能的影响具有重要意义.本文以蓝光器件为例,通过光学仿真模拟与实际实验相结合的方法,研究了顶发射串联蓝光器件的光学性能与电学性能变化规律.具体实验为:分别制备了顶发射串联蓝光器件,使其两个发光层位置分别位于器件光学结构中的第一与第二反节点、第二与第三反节点、第三与第四反节点.分析并确定了顶发射串联蓝光器件的两个发光层位置分别位于第二反节点与第三反节点处时,器件性能较佳.即:当器件电流密度为15 mA/cm^2时,器件电流效率为10.68 cd/A(色坐标CIEx,y=0.14,0.05),其亮度衰减到95%所需时间为1091.55 h.可能原因是:器件腔长较长时,既可以改善第一发光单元的空穴与电子平衡度、削弱表面等离激元效应,降低膜厚波动性对器件腔长的影响性;又可以在一定程度内起到包裹Partical的作用,提高效率,延长寿命.这一研究成果为设计高效率、长寿命的顶发射串联器件提供了重要依据.