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.     

载流子迁移率对单层有机发光二极管复合效率的影响

建立了在单层有机发光二极管中电场强度不太大(E≤104Vcm)的情况下,载流子注入、传输和复合的理论模型.通过求解非线性Painleve方程得出了电场强度随坐标变化的解析函数关系式以及电流密度随电压变化关系,给出了电流密度以及器件的复合效率在不同的载流子迁移率情况下随电压变化关系图像.结果表明,复合效率受载流子迁移率影响较大,在器件中多数载流子应具有较低的迁移率,而少数载流子应具有较高的迁移率,这样有利于载流子的注入和传输,从而可提高发光效率.并且得出当空穴迁移率大于电子迁移率时,复合区域偏向阴极,反之亦 关键词： 单层有机发光二极管 复合效率 迁移率     

有机层界面对双层有机发光二极管复合效率的影响

建立了双层有机发光二极管中载流子在有机层界面复合的无序跳跃理论模型.由于有机分子材料的空间及能带结构的无序性，采用刚体模型处理有机层界面问题是不恰当的，而采用无序跳跃模型比较合理.复合效率及复合电流由载流子跳跃距离、有机层界面的有效势垒高度及该界面处的电场强度分布所决定：在双层器件ITO/α-NPD/Alq₃/Al中，当所加电压小于19.5V时，复合效率随着载流子跳跃距离的增加而增加，而大于19.5V时，复合效率随着其距离的增加而减少；复合效率随着有机层界面有效势垒高度的增加而增加； 关键词： 有机层界面 双层有机发光二极管 复合效率 有效势垒高度 无序跳跃模型     

DPVBi/Alq3基有机发光二极管中载流子复合区移动的研究

制备了以结构ITO/PCBM:PVK(x Wt%,～40nm)/DPVBi(30 nm)/Alq3(30 nm)/Al为基础的一系列有机发光二极管,利用电致发光光谱分析了DPVBi/Alq3基有机发光二极管中载流子复合区的移动.通过氟化锂的阴极修饰,改变了器件的载流子注人情况;通过PCBM的浓度变化,改变了载流子的输运情况,讨论了这些因素对载流子复合区形成的影响.同时通过改变对器件所加的电压,讨论了电压对载流子复合区形成的影响,并分析了其影响的本质.     

有机电致发光器件中载流子的输运和复合发光

以高场作用下载流子对三角势垒的FowlerNordheim隧穿理论为基础,建立了单层有机电致发光器件中载流子输运和复合发光模型,给出了薄膜中电子空穴对的解离和复合概率及电子和空穴的密度分布.计算并讨论了外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响. 关键词： 电致发光器件 载流子输运 载流子复合     

具有新型双空穴注入层的有机发光二极管

采用新型双空穴注入层N, N, N', N'-tetrakis(4-Methoxy-phenyl)benzidine/Copper phthalocyanine(MeO-TPD/CuPc)及器件结构:ITO/MeO-TPD(15 nm)/CuPc(15 nm)/ N, N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N, N'-bis(phenyl)benzidine (NPB, 15 nm)/8-hydroxyquinoline (Alq₃, 50 nm)/LiF(1 nm)/Al(120 nm), 研制出高效有机发光二极管(器件D), 与其他器件(器件A, 没有空穴注入层的器件; 器件B, MeO-TPD单空穴注入层; 器件C, CuPc单空穴注入层)相比, 其性能得到明显改善. 器件D的起亮电压降至3.2 V, 比器件A, B, C的起亮电压分别降低了2, 0.3, 0.1 V. 器件D在10 V时, 其最大亮度为23893 cd/m², 最大功率效率为1.91 lm/W, 与器件A, B, C的最大功率效率相比, 分别提高了43% (1.34 lm/W), 22% (1.57 lm/W), 7% (1.79 lm/W). 性能改善的主要原因是由于空穴注入和传输性能得到了改善, 通过单空穴型器件的J-V 曲线对这一现象进行了分析. 关键词： 有机发光二极管 空穴注入层 功率效率 势垒     

高分子发光二极管载流子注入过程研究

采用交流阻抗谱，电容-电压，电容-频率等实验方法，研究了共轭高分子MEH-PPV(poly［2-methoxy，5-(2-ethylhexoxy)-1，4-phenylene vinylene］)发光二极管的载流子注入过程.对于结构为ITO/PEDOT/MEH-PPV/Ba/Al的发光器件，实验结果表明，电极界面是欧姆接触的，载流子的注入是非平衡的，器件薄膜中存在陷阱容易俘获注入电荷，形成空间电荷区，陷阱密度约为3.75×10¹⁶cm^-3. 关键词： 高分子发光二极管 交流阻抗谱 cole-cole图 载流子注入     

有机半导体异质界面电荷传输解析模型研究

有机半导体多层薄膜器件的性质很大程度上由有机-有机界面的传输性质所决定，但是现有的关于有机-有机界面的分析模型很难适用于实际器件的模拟.以Miller-Abrahams跳跃传导理论为基础，充分考虑有机-有机界面和金属-有机界面性质的不同，建立了一个新的描述有机-有机异质界面电荷传输的解析模型.结果表明有机异质界面的载流子传输不仅取决于界面的肖特基势垒，而且还取决于界面附近两边的电场强度和载流子浓度.此模型可用于有机半导体多层薄膜器件的电流密度、电场分布和载流子浓度分布的自洽计算. 关键词： 有机半导体 界面 载流子传输     

调控空穴传输层的分子取向提高有机发光二极管性能

有机发光二极管(OLED)器件性能的提高一直是有机电致发光领域备受关注的研究课题之一,通过优化OLED器件中的载流子平衡是提高OLED器件性能的一个非常重要的手段。但是,调控空穴传输层或电子传输层中的分子取向,从而优化器件中的载流子平衡未被关注。本文通过对空穴传输层进行不同温度的退火处理来改变空穴传输层中的分子取向,研究分子取向对其空穴迁移率和OLED器件性能的影响。研究发现,退火温度的升高使得空穴传输层中具有垂直取向的分子的比例增加,促进了空穴迁移率的提高。当把具有不同分子取向的空穴传输层应用于OLED器件时,可以清楚地观察到载流子平衡因子对器件性能的影响。     

输运层势垒对双层结构器件复合发光的影响

通过分析双层结构器件复合发光的实际物理过程，建立了双层器件载流子输运与复合发光的多势垒的理论模型，计算并讨论了器件复合效率随外加电压及输运层势垒（包括势垒高度和宽度）的变化关系，该理论模型较好地解释实验现象。     

Unusual Charge Transport and Spin Response of Doped Bilayer Triangular Antiferromagnets

Within the t-J model, the charge transport and spin response of the doped bilayer triangular antiferromagnetare studied by considering the bilayer interaction. Although the bilayer interaction leads to the band splitting in theelectronic structure, the qualitative behaviors of the physical properties are the same as in the single layer case. Theconductivity spectrum shows the low-energy peak and unusual midinfrared band, the temperature-dependent resistivityis characterized by the nonlinearity metallic-like behavior in the higher temperature range and the deviation from themetallic-like behavior in the lower temperature range and the commensurate neutron scattering peak near the half-fillingis split into six incommensurate peaks in the underdoped regime, with the incommensurability increasing with the holeconcentration at lower dopings, and saturating at higher dopings.     

QGP中胶子的经典输运方程

建立了夸克胶子等离子体中胶子的经典输运方程, 并讨论了它与胶子的量子输运方程以及它与夸克的经典输运方程之间的关系.     

双层有机发光二极管中复合效率和复合区域宽度的研究

本文建立了双层有机发光二极管中载流子的注入、输运和复合的理论模型.模型中采用了较合理的无序跳跃模型来处理界面问题.计算和讨论了空穴传输层厚度和内界面处的空穴势垒对器件复合效率和复合区域宽度的影响.结果表明:器件结构的变化导致电场强度在器件中的重新分布,空穴传输层厚度和内界面处空穴势垒的变化对器件的复合效率和复合区域宽度有重要影响.     

注入和输运对单层有机发光器件复合发光的影响

通过分析聚合物电致发光器件中载流子注入、输运、激子的解离与复合过程,提出了激子解离与复合的理论模型. 基于电流连续性方程和Poisson方程,给出了激子复合密度、电流密度及复合效率表达式.研究两电极与有机层之间在Ohmic和Fowler-Nordheim接触条件下载流子迁移率对器件中激子的复合密度及外加电压和注入势垒对器件电流和复合效率的影响.结果表明:1)在一个较宽的注入势垒和迁移率范围内,复合密度不是由两个注入电极的相对注入比决定而是由有机层电子和空穴迁移率之比所支配;2)固定阴极势垒,而阳极势垒由小变大时,器件电流由接触限制向空间电荷限制转变;3)复合效率随外电压升高先增加,当电压达一临界值时而陡降,存在一个最佳的注入势垒值.结果说明:电极与有机层的能带匹配及有机层间的迁移率匹配对器件复合发光有着极其重要的影响.其计算值与所报道的理论结果相符.     

相对论重离子碰撞的输运模型研究

美国的布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机（RHIC）和欧洲核子中心的大型强子对撞机（LHC）的大量实验结果表明,在相对论重离子碰撞中已经产生了一种近似完美流体的强耦合部分子物质。基于一个多相粒子输运模型（AMPT）理论工具,对RHIC和LHC实验上的一些重要结果的开展了三个方面的理论研究工作（集体流、喷注淬火、手征磁效应）,研究结果揭示了初始的夸克胶子等离子体（QGP）能量密度涨落经过部分子输运演化产生末态粒子的各阶次的集体流、喷注和部分子物质的相互作用导致喷注的能量损失、末态相互作用严重影响手征磁效应的大小等物理过程作用机制。The experimental results from the BNL Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) and the CERN Large Hadron Collider (LHC) show that a nearly perfect fluid (i.e. strong-coupling Quark Gluon Plasma) has been created in relativistic heavy-ion collisions. I introduce our theoretical results based on a multi-phase transport (AMPT) model. Several important topics such as collective flow, jet quenching, chiral magnetic effect, are addressed. The simulation results indicate that the initial fluctuations of energy density of the QGP lead to all orders of harmonic flows of final particles via parton cascade, the strong interactions between jet and the QGP make jet lose much energy, and the final state interactions play an important role to affect the initial chiral magnetic effect in relativistic heavy-ion collisions.     

Classical Theory of Hot-Electron Transport in Electric and Magnetic Fields

Balance equation approach to the hot-electron transport in electric and magnetic fields is reformulated.The balance equations are re-derived from the Boltzmann equation. A new expression for the distribution function isreported in the present paper. It is homogeneous steady solution of the Boltzmann equation in constant relaxation timeapproximation. It holds when ωocτ < i or ωc < Te. As an example, the mobility of 2D electron gas in the GaAs-AlGaAsheterojunction is computed as a function of electric field and magnetic field.     

重离子熔合势垒的动力学模型研究

在改进的量子分子动力学模型基础上系统地研究了超重核合成中的入射道静态势和动力学势.从入射道静态势给出了质量不对称度与静态势垒高度以及质量不对称度与接触点驱动势的关系.动力学势垒高度是能量依赖的,随着入射能量的增加而增加,最终趋近于密度冻结势垒高度;动力学势垒高度随着入射能量的降低而降低,它的最低值接近于绝热势垒高度.在冷熔合反应中,动力学势垒的最低值所对应的入射能量可能是合成超重元素最佳入射能的选择     

On the Convergence of the Boltzmann Equation for Semiconductors Toward the Energy Transport Model

The diffusion limit of the Boltzmann equation of semiconductors is analyzed. The dominant collisions are the elastic collisions on one hand and the electron–electron collisions with the Pauli exclusion terms on the other hand. Under a nondegeneracy hypothesis on the distribution function, a lower bound of the entropy dissipation rate of the leading term of the Boltzmann kernel for semiconductors in terms of a distance to the space of Fermi–Dirac functions is proved. This estimate and a mean compactness lemma are used to prove the convergence of the solution of the Boltzmann equation to a solution of the energy transport model.     

A Layer-Integrated Model of Solute Transport in Heterogeneous Media

This study presents a numerical solution to the three-dimensional solute transport in heterogeneous media by using a layer-integrated approach. Omitting vertical spatial variation of soil and hydraulic properties within each layer, a three-dimensional solute transport can be simplified as a quasi-three-dimensional solute transport which couples a horizontal two-dimensional simulation and a vertical one-dimensional computation. The finite analytic numerical method was used to discretize the derived two-dimensional governing equation. A quadratic function was used to approximate the vertical one-dimensional concentration distribution in the layer to ensure the continuity of concentration and flux at the interface between the adjacent layers. By integration over each layer, a set of system of equations can be generated for a single column of vertical cells and solved numerically to give the vertical solute concentration profile. The solute concentration field was then obtained by solving all columns of vertical cells to achieve convergence with the iterative solution procedure. The proposed model was verified through examples from the published literatures including four verifications in terms of analytical and experimental cases. Comparison of simulation results indicates that the proposed model satisfies the solute concentration profiles obtained from experiments in time and space.