高亮度金字塔形的有机发光二极管

一种让有机发光二极管（OLEDs）发射的光会聚的简单方案可使OLEDs更适于各种任务。美国密歇根大学的Jaesang Lee及其同事将四个三角形的绿色电致磷光发光装置（磷光有机发光二极管,PHOLED）装入一个具有开放式基底的金字塔中。     

决定AlGaInP高亮度发光二极管光提取效率的主要因素

影响发光二极管光提取效率的主要因素有：出光表面状态、上电极和体内吸收．对于ＡｌＧａＩｎＰ高亮度发光二极管体内吸收主要是衬底和发光区的吸收．一般采用出光表面粗化、窗口层、ＤＢＲ反射器等措施来提高光提取效率．本文以自发辐射随机分布模型为基础，以ＡｌＧａＩｎＰ高亮度发光二极管典型结构的各种参数为依据，从理论上分析了这几种主要措施对光提取效率的影响．     

决定AlGaInP高亮度发光二极管光提取效率的主要因素

影响发光二极管光提取效率的主要因素有:出光表面状态、上电极和体内吸收.对于AlGaInP高亮度发光二极管体内吸收主要是衬底和发光区的吸收.一般采用出光表面粗化、窗口层、DBR反射器等措施来提高光提取效率.本文以自发辐射随机分布模型为基础,以AlGaInP高亮度发光二极管典型结构的各种参数为依据,从理论上分析了这几种主要措施对光提取效率的影响.     

GaN发光二极管的负电容现象

采用串联等效电路分析了较大正向电压下半导体二极管的交流电学特性．由此可以同时测量结电容和串联电阻,并能判断二极管是否有界面层。首次发现了在较低的测试频率和较大的正向电压下,GaN二极管的结电容具有负值,并且测试频率越低,正向偏压越大,负电容现象越显著。这种负电容效应可能与大正向电压下强注入造成的电子-空穴复合发光有关。     

基于Spiro-OMeTAD电子阻挡层的量子点发光二极管电荷平衡改善

针对量子点发光二极管空穴传输层和电子传输层的迁移率差异而导致的电荷不平衡问题,将具有最低未占分子轨道高能级的有机聚合物Spiro-OMeTAD薄膜放置在空穴传输层与量子点发光层之间,阻挡过剩电子由量子点发光层向空穴传输层的传输,促进器件的电荷平衡,制备出一种高效的新型绿色量子点发光二极管。结果表明:相比于传统器件,新型绿色量子点发光二极管器件的外部量子效率提升了87%,达到11.87%,亮度提升了106%,达到53055cd/m~2;阻挡过剩电子的传输可以显著改善器件中的电荷不平衡现象。     

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。     

调控空穴传输层的分子取向提高有机发光二极管性能EI北大核心CSCD

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。     

Semiconductor nanowires for photovoltaic and photoelectrochemical energy conversion

Semiconductor nanowires （NW） possess several beneficial properties for efficient conversion of solar energy into electricity and chemical energy. Due to their efficient absorption of light, short distances for minority carriers to travel, high surface-to-volume ratios, and the availability of scalable synthesis methods, they provide a pathway to address the low cost-to-power requirements for widescale adaptation of solar energy conversion technologies. Here we highlight recent progress in our group towards implementation of NW components as photovoltaic and photoelectrochemical energy conversion devices. An emphasis is placed on the unique properties of these one-dimensional （1D） structures, which enable the use of abundant, low-cost materials and improved energy conversion efficiency compared to bulk devices.     

基于离子注入隔离的微缩化发光二极管阵列性能

基于F离子注入隔离技术实现一种新型微缩化发光二极管(micromicro-LED)阵列器件,并系统研究注入能量及发光孔径对micro-LED阵列器光电性能的影响.研究结果表明:相比于F离子50 ke V单次注入器件, 50/100 ke V两次注入器件具有更好的光电性能,器件反向漏电降低8.4倍,光输出功率密度提升1.3倍.同时,在不同的发光孔径(6, 8, 10μm)条件下,器件反向漏电流均为3.4×10–8 A,但正向工作电压随孔径增大而减小,分别为3.3, 3.1, 2.9 V.此外,器件不同发光孔径的有效发光面积比(实际发光面积与器件面积之比)分别为85%, 87%, 92%.与传统台面刻蚀micro-LED器件相比,离子注入隔离技术实现的micro-LED器件具有较低反的向漏电流密度、较高的光输出密度及有效发光面积比.     

利用缓变结提高蓝色有机发光二极管的寿命

在空穴传输层(HTL)和发光层(EML)界面加入缓变结的蓝色有机电致发光器件(Cell-GJ)。与传统的异质结结构的有机电致发光器件(Cell-HJ)相比,寿命有了明显的提高:半寿命在初始亮度为100 cd/m2的条件下达到了8460 h,比Cell-HJ的半寿命长6倍。寿命的延长归功于穿过非突变界面的局部电场的消除,减少了焦耳热的产生从而提高了器件的寿命。但是实验证实Cell-GJ的效率比Cell-HJ的效率低。为了提高Cell-GJ的效率在其TBADN/AlQ交界处蒸镀GaQ薄层制得一种新型器件Cell-GJGaQ。由于GaQ的最低未占有轨道能级介于AlQ和TBADN之间,从AlQ到GaQ再到TBADN形成的多阶势垒可以极大地提高电子(少子)注入,从而使发光效率也有了明显改善。研究结果表明Cell-GJGaQ的效率比Cell-GJ的效率高20%,半寿命同时也达到了6998 h,比Cell-HJ长5倍,整体性能有了较大提高。     

OLEDs瞬态延迟时间的模拟及在信号通讯的应用

基于有机发光二极管的电致发光原理,建立了载流子注入延迟时间和发光延迟时间模型,探索了延迟时间的影响因素,发现发光延迟时间与器件有效面积、器件厚度、外加电压等密切相关。通过制备不同面积的OLED器件,发现器件面积越小,发光延迟时间越短。以高速信号激励不同面积的OLEDs器件,面积为0.01 mm2的器件能够实现1 000 Mbit/s的信号传输速率,且能量利用率达到47.7%。     

基于金属卤化物钙钛矿材料的高效发光二极管

金属卤化物钙钛矿半导体既在光伏器件研究中获得巨大进展,又在发光应用中体现出明显优势。金属卤化物钙钛矿半导体的荧光转化效率高、发光峰形窄、发射光谱可调控并可覆盖整个可见光范围,从而使得该类材料所制备的发光二极管有望满足下一代显示技术应用的性能要求。文章在简要叙述发光二极管基本原理的基础上,分别介绍了钙钛矿材料的结构和荧光特性、钙钛矿发光二极管的电致发光特性,以及钙钛矿发光二极管进入实际应用所必须解决的器件寿命、离子迁移和光谱不稳定性等主要技术问题,最后讨论了钙钛矿发光技术所面临的机遇和挑战。     

InGaN/GaN多量子阱结构发光二极管发光机理转变的低频电流噪声表征

本文对InGaN/GaN多量子阱结构发光二极管开启后的电流噪声进行了测试, 结合低频电流噪声的特点和载流子之间的复合机理, 研究了低频电流噪声功率谱密度与发光二极管发光转变机理之间的关系. 结论表明, 当电流从0.1 mA到10 mA逐渐增大的过程中, InGaN/GaN发光二极管的电流噪声行为从产生-复合噪声逐渐接近于低频1/f噪声, 载流子的复合机理从非辐射复合过渡为电子与空穴之间载流子数的辐射复合, 并具有标准1/f噪声的趋势, 此时多量子阱中的电子和空穴之间的复合趋向于稳定. 本文的结论提供了一种表征InGaN/GaN多量子阱发光二极管发光机理转变的有效方法, 为进一步研究发光二极管中载流子的复合机理、优化和设计发光二极管、提高其发光量子效率提供理论依据.     

输运层厚度对双层有机器件复合发光的影响

采用ITO/PVK/Alq/Al双层电致发光（EL）结构,制备了三种载流子输运层厚度分别为30、60、120nm,发光层厚度均为300nm的有机薄膜EL器件,测试其EL谱及J-V特性曲线。根据有机EL器件中载流子的产生和输运过程导出了载流子复合几率及电子和空穴密度分布表示式,用以解释其发光强度随输运层厚度的变化关系,用一维无序结构载流子随机跃迁模型讨论输运层厚度对器件电流密度及启动电压的影响,探讨了载流子在薄膜中的输运过程,其理论与实验符合得很好。     

自旋极化有机电致发光器件中单线态与三线态激子的形成及调控

由于有机半导体（OSC）材料自旋弛豫时间长、自旋扩散长度大,OSC自旋器件逐渐成为研究热点.对于有机电致发光器件（OLED）,通过自旋极化电极调控单线态和三线态激子比率是提高其效率的有效方法.本文从漂移扩散方程和载流子浓度连续性方程出发,结合朗之万定律建立了一个自旋注入、输运、复合的理论模型.计算了OSC中的极化电子、空穴浓度,得出了单线态和三线态激子的比率.分析了电场强度、自旋相关界面电导、电极和OSC电导率匹配和电极极化率等因素的影响.计算结果表明：两电极注入反向极化的载流子并提高载流子自旋极化率,有     

高纯硅中补偿性杂质的光热电离光谱

首先测量了高纯n型硅样品在接近液氦温度区域内随温度变化的光热电离光谱,确定了硅样品的最佳光热电离温度范围. 在该温度范围内,在有本征带隙光照射条件下,测量了样品的高分辨率光热电离光谱,同时观察到了来自主要浅杂质施主磷以及补偿性杂质硼的正信号. 随后,应用外加磁场,对硼的光热电离光谱进行了研究,发现来自硼的光热电离信号,在外加磁场作用下,发生了由正向负信号的转变. 通过对该现象进行分析讨论,排除了该现象是温度效应的可能,指出普遍用来解释补偿性杂质光热电离响应的Darken模型存在不足,而少数载流子快速复合模 关键词： 高纯硅 光热电离光谱 元素半导体中的杂质和缺陷能级 少数载流子快速复合     

高纯硅中补偿性杂质的光热电离光谱

首先测量了高纯n型硅样品在接近液氦温度区域内随温度变化的光热电离光谱，确定了硅样品的最佳光热电离温度范围. 在该温度范围内，在有本征带隙光照射条件下，测量了样品的高分辨率光热电离光谱，同时观察到了来自主要浅杂质施主磷以及补偿性杂质硼的正信号. 随后，应用外加磁场，对硼的光热电离光谱进行了研究，发现来自硼的光热电离信号，在外加磁场作用下，发生了由正向负信号的转变. 通过对该现象进行分析讨论，排除了该现象是温度效应的可能，指出普遍用来解释补偿性杂质光热电离响应的Darken模型存在不足，而少数载流子快速复合模