微腔结构对铕配合物有机电致发光二极管(OLEDs)性能的提高

成功制备了铕配合物的微腔结构有机发光二极管(0LEDs),其发射层采用质量比为1：3的空穴传输材料(TPD)和电子传输材料(Eu(DBM)3bath)的混合层。该器件实现了Eu^3 高色纯度红光发射,其色坐标为(x=0．651,y=0．338);并克服了微腔器件的发光颜色随探测角度增大而变化的缺点。在微腔器件中,最大亮度在19V时达到1160cd／m^2;在高电流密度时的EL效率得到明显提高。     

超短金属微腔中有机电致发光的三色发射

以典型的有机发光材料Alq3为发光层制作了结构为Glass／Ag/PVK/Alq3／Al的微腔器件。与普通的电致发光器件相比较，研究了腔内模式密度的变化、峰值强度的增强、以及光谱的窄化和峰值波长随探测角度变化而变化等一系列的腔量子电动力学效应。得到了色度较为纯正的三色发光，与无腔器件相比峰值强度增强2—2．5倍，光谱半高宽降低，只有无腔的l／3左右。     

半导体光学微腔—研究腔量子电动力学效应的绝妙范例

光学微腔中真空场和电子的行为与它们在自由空间中截然不同，导致了腔量子电动力学的一系列复杂性物理问题，半导体光学微腔是新一代凝聚态微型谐振器的典型代表，是探索腔量子电动力学，寻求新型微腔器及其应用的绝妙范例。文章概要介绍了几种典型的半导体光学微腔及其研究进展。     

微腔有机电致发光器件的谐振腔反射镜性能

根据微腔原理运用传输矩阵法对构成微腔有机电致发光器件(MOLED)谐振腔的两个反射镜进行模拟计算并比较,可观察到:随金属反射镜的反射率增大,微腔器件的电致发光(PL)谱的半峰全宽(FWHM)逐渐窄化;峰值逐渐蓝移至设计的谐振峰值520nm处;峰值强度和光谱积分强度逐渐增强。结果表明:金属反射镜反射率越大越好。随DBR反射镜的周期数从1增加到9,EL的峰值均为520nm,半峰全宽逐渐窄化,积分强度逐渐减弱;峰值强度由弱增强再减弱,4个周期时峰值强度最大,所以设计微腔器件时,DBR的周期是一项很重要的参数。DBR反射率太大不利于出光,太小微腔效应小。需要根据制作目的和需要进行合理选择。     

红色磷光微腔有机电致发光器件的发光性能

制备了结构为G/DBR/ITO/Mo O3(1 nm)/Tc Ta(55 nm)/CBP∶Ir(piq)2acac(44 nm,6%)/TPBI(55nm)/Li F(1 nm)/Al(80 nm)的红色磷光微腔有机电致发光器件(MOLED),同时制作了无腔对比器件OLED,研究微腔结构对磷光器件发光性能的影响。研究发现,OLED的电致发光(EL)峰值为626 nm,半高全宽(FWHM)为92 nm;MOLED的发光峰值为628 nm,FWHM为42 nm,窄化了1/2。MOLED的最大亮度、最大电流效率、最大外量子效率(EQE)分别为121 000 cd/m2、27.8 cd/A和28.4%,OLED的最大亮度、最大电流效率、最大EQE分别为54 500 cd/m2、13.1 cd/A和16.6%。结果表明,微腔器件的发光性能与无腔器件相比得到了较大幅度的提升。     

垂直腔面发射半导体微腔激光器

评述了垂直腔面发射半导体激光器研究的最新进展,就其结构特点、应变量子阱结构、超晶格镜面和微腔效应作了简要的论述,探讨了进一步降低半导体激光器阈值的途径,介绍了新型的氧化约束型垂直腔面发射半导体激光器,并对微腔激光器中自发辐射增强效应和三维封闭腔的特性给出了描述,同时展望了该器件的应用及发展前景。     

半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应

应用腔量子电动力学和半导体物理学讨论了半导体垂直腔面发射激光器的微腔效应,得到了实际腔结构和注入载流子下的半导体生趣腔面发射激光器的自发发射谱,计算结果表明,半导体分布布拉格反射垂直腔激光器的单方向自发发射可以境强约２００倍。     

1.2 kW C波段固态高效率GaN微波源研制

针对传统大功率Si,GaAs固态微波源效率低和高温度性能差的不足,采用导热系数优良的宽禁带GaN单元功放模块集成、低损耗同轴波导径向空间功率合成方法,研制出一种1.2 kW全固态C波段高效率宽禁带GaN微波源。实验结果表明：该方法实现了大功率固态微波源高效率及连续长时间高温风冷散热运行,系统安全可靠。单路功放模块集成6位移相器,移相精度5.6,增益35 dB,输出功率大于31 W。系统连续波输出功率1.2 kW ,总效率30%,谐波抑制-54.8 dBc;杂散-63.69 dBc,相位噪声-94.03 dBc/Hz@1kHz。     

量子微腔中腔场衰变对运动原子自发辐射的影响

通过分析环形微腔中单模量子电磁场与低速运动二能级原子相互作用过程中光子与原子质心的动量交换效应，本文详细研究了原子质心的运动多谱勒效应及光子反冲对原子能级自发辐射寿命的影响，本文理论证明了这效应起因子腔壁引起腔模的衰变，在一定条件下，原子质心运动将增强或低原子的自发辐射。     

多层结构的阴极修饰层对有机电致发光器件的性能改善

为提高有机电致发光器件（OLEDs）的阴极电子注入效率,我们设计了新型的阴极杂化修饰层,其结构为Bphen∶LiF/Al/MoO₃,将其应用到器件ITO/NPB/Alq₃/Al中,参考器件的电子注入层选用传统材料LiF。实验研究表明,与传统的阴极修饰层LiF相比,基于这种杂化结构的阴极修饰层非常有效。测试了器件的电致发光光谱（EL谱）,其峰值位于534 nm,发光来自于Alq₃,实验中我们可以观察到明亮的绿色发光。将其与传统参考器件的EL谱进行对比,在电流密度40 mA·cm-2下,两个器件的电致发光光谱是一致的。在0～100 mA·cm-2范围内,对器件的EL谱进行了测试。实验结果表明,随着电流密度的增加,器件的发光增强,但是EL谱的形状和谱峰的位置是固定不变的。与参考器件对比,基于杂化修饰层的器件的发光性能更好。研究表明,杂化修饰层的最佳参数为Bphen∶LiF(5 nm; 6%)/Al(1 nm)/MoO₃(5 nm),在测试范围内,器件的最大电流效率和最大功率效率分别为4.28 cd·A-1和2.19 lm·W-1,相比参考器件提高了25.5%和23.7%。器件的电流密度-电压特性曲线表明阴极杂化修饰层可以增强电子的注入,使器件中的载流子更加平衡,从而提高了器件的发光性能。从两个角度对器件效率的增强进行了理论方面的论证。一方面利用阴极杂化修饰层的作用机制来解释。在HML中,LiF能填充Bphen的电子陷阱,增强电流的注入,同时HML也能限制空穴的传输,减小空穴电流。另一方面从电荷平衡因子的角度,HML增强了电子的注入,使得器件的电荷平衡因子增大,空穴和电子的平衡性更好。实验研究表明,阴极杂化修饰层很好地增强了器件的效率。     

利用有机层间互相掺杂提高有机电致发光器件的效率

提高器件的发光效率是实现有机电致发光器件实用化的一个关键因素。通过对器件结构和制作工艺的优化设计，将有机电致发光器件的各个功能层进行互相掺杂，在层间形成互掺过渡层达到平衡载流子的注入，使得注入的电子和空穴有效地限制在互掺的有源区内，增加了载流子相遇复合的几率，进而提高器件的发光效率。器件的最大电流效率在外加电压10．5V时达到7．9cd／A，最大发光亮度在35V时达到49000cd／m^2。和一般掺杂器件相比效率提高2倍以上。同时有机层间的互相掺杂也在一定程度上消除了层问的界面，减少了有机层问的缺陷，与没有过渡层的器件相比，器件老化性能有了明显改善。     

微腔器件中金属镜反射相移与穿透深度研究

针对金属反射相移计算时电磁波相位符号表述混乱导致错误的穿透深度计算结果现象,通过理论推导得出电磁波两种相位表述符号下对应的金属复折射率有两种不同形式,从而导致金属反射相移位于不同的象限,穿透深度和反射相移之间的关系式也相应的有两种结论.并通过调节Ag膜的厚度制作了一系列对称全金属λ/2腔器件,器件结构为Glass/Ag/LiF/Ag.通过比较Ag膜穿透深度的实验结果和计算值,验证了其中一种金属穿透深度公式的正确性.     

耦合微腔结构的有机电致发光器件

研究了耦合微腔结构的有机发光器件的光学和电致发光性能。通过将被动腔作为底部反射镜的方法,简化了耦合微腔的光学和发光性能的模拟,所得到的结果与实验符合得较好。在相同电流密度下与同样结构的普通OLED相比,耦合腔OLED的光谱强度在502 nm处增强了3.6倍,在550 nm处增强了5.6倍,光谱积分强度增加了0.5倍。普通OLED的最大电流效率和亮度是4.2 cd/A 和13 600 cd/m²。而耦合腔OLED则为7.0 cd/A 和 22 660 cd/m²。这种结构的器件出射光更集中于腔轴方向,有利于设计开发较高效率的有机激光器件。     

有机薄膜在平面光学微腔中的光致发光特性

本文研究了有机薄膜在平面光学微腔中的光致发光特性。有机光学微脸以多层介质膜和金属银分别作为反射镜,８－羟基喹啉铝（Ａｌｑ）为发光层。Ａｌｑ薄膜的荧光峰位于５１９ｎｍ,谱线的半高全宽为９０ｎｍ。微腔的荧光峰位于５３０ｎｍ,谱线的半高全宽窄化至１０ｎｍ。谐振波长处的发射强度提高了一个数量级。     

有机微腔绿色发光二极管

光学微腔是指尺寸在光波长量级的光学微型谐振腔。微腔结构可以使腔内物质和光场的相互作用与体材料相比发生很大变化,出现了自发辐射谱线窄化和增强等腔效应。利用这些腔效应,可以改善有机发光器件的性能。采用微腔结构,优化设计并研制了有机微腔绿色发光二极管,器件结构为Glass/DBR/ITO/NPB/Alq∶Rubrene/Alq/MgAg,获得了最大亮度40100 cd/m2、最大发光效率为6.44 cd/A、半峰全宽为28 nm的纯绿色有机微腔电致发光器件。而与之比较的无腔器件最大亮度为22580 cd/m2、最大发光效率为2.98 cd/A、半峰全宽为120 nm。相同电流密度下微腔电致发光谱的峰值发射强度是无腔器件的4.2倍。结果表明将微腔结构引入有机电致发光器件中,不但改善了发光的色纯度,而且使器件的发光效率和亮度都得到明显增强。     

Quantum-Dot Spin-Based Secret Sharing in an Optical Microcavity

Two schemes of quantum secret sharing are proposed via single electron spin confined in charged QDs inside a single-sided microcavity and a double-sided microcavity, respectively. Both schemes rely on coherent photonspin interaction. The two schemes axe both deterministic and can be extended to multipartite secret sharing.     

Quantum-Dot Spin-Based Secret Sharing in an Optical Microcavity

Two schemes of quantum secret sharing are proposed via single electron spin confined in charged QDs inside a single-sided microcavity and a double-sided microcavity, respectively. Both schemes rely on coherent photon-spin interaction. The two schemes are both deterministic and can be extended to multipartite secret sharing.