温度对单层有机电致发光器件电流平衡因子的影响（英文）

考虑有机薄膜中的陷阱,建立单层双极性有机发光器件的电学模型,研究了在不同的载流子迁移率和注入势垒条件下,器件工作温度对器件电流平衡因子的影响.研究表明:在低温工作区,当电子注入势垒和空穴注入势垒相等时,器件的电流平衡因子最大;在高温工作区,当电子迁移率大于空穴迁移率时,若电子注入势垒大于空穴注入势垒,器件的电流平衡因子最大,而当电子迁移率小于空穴迁移率时,情况恰好相反;当电子迁移率等于空穴迁移率时,电子注入势垒和空穴注入势垒相等时器件的电流平衡因子最大.此外,器件的电流平衡因子随着器件工作温度的升高而逐渐增大.可对设计高性能有机发光器件提供一定的理论参考.     

结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响

基于漂移-扩散传输模型、费米狄拉克统计模型以及Shockley-Read-Hall复合模型等,通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程以及载流子连续性方程,模拟研究了材料结构参数对N极性面GaN/InAlN高电子迁移率晶体管性能的影响及其物理机制.结果表明,增加GaN沟道层的厚度(5—15 nm)与InAlN背势垒层的厚度(10—40 nm),均使得器件的饱和输出电流增大,阈值电压发生负向漂移.器件的跨导峰值随Ga N沟道层厚度的增加与InAlN背势垒层厚度的减小而减小.模拟中,各种性能参数的变化趋势均随GaN沟道层与InAlN背势垒层厚度的增加而逐渐变缓,当GaN沟道层厚度超过15 nm、InAlN背势垒层厚度超过40 nm后,器件的饱和输出电流、阈值电压等参数基本趋于稳定.材料结构参数对器件性能影响的主要原因可归于器件内部极化效应、能带结构以及沟道中二维电子气的变化.     

ITO/有机半导体/金属结构OLED器件的数值模拟

基于稳态的小信号漂移扩散方程,建立了有电极的单层有机电致发光(OLED)器件的数值模型,编制的MATLAB程序,首先模拟了文献中的OLED器件电极附近正电荷层(面电荷)对器件J-V的影响,得到了和文献中一致的结果. 模拟了ITO/PPV/Ca结构的OLED器件,模拟时,考虑了OLED阳极附近存在正体电荷,得到的J-V曲线和文献中的实验结果一致,体电荷产生了势垒,影响了电流曲线. 关键词： 有机电致发光 数值模拟 漂移扩散模型     

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.     

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     

电极处势垒对新结构器件电子输运的影响

在新结构薄膜电致发光器件中,电极处的势垒的高度决定电子的注入数量.在电极界面处插入不同的薄膜材料,可以改变势垒的高度,并对电子注入数量和器件的发光亮度产生影响.通过拟合计算得到ZnO/SiO,ITO/SiO的界面势垒高度分别为0.51和1.87eV. 关键词：     

金属/有机界面势垒对单层有机电致发光器件发光效率的影响

基于高场下电荷的注入过程及激子的解离和复合过程,建立了单层有机发光器件电致发光(EL)效率的理论模型。计算表明：(1)当金属／有机界面势垒高度大于0．3eV时,器件的EL效率很低,降低金属／有机界面势垒可以显著提高器件的EL效率;(2)在较低偏压下,注入过程对器件的电致发光效率起主要作用,但在高偏压下复合过程起支配作用。这一模型可以阐明注入和复合过程对有机发光器件EL效率的影响,对选择发光材料、优化器件结构和提高器件EL效率具有指导意义。     

扰动对有机磁体器件自旋极化输运特性的影响

基于紧束缚模型和格林函数方法,研究了有机磁体晶格扰动和侧基自旋取向扰动对金属/有机磁体/金属三明治结构有机自旋器件自旋极化输运特性的影响.计算结果表明:晶格扰动的存在降低了器件的起始偏压,减小了导通电流,并使得电流-电压曲线的量子台阶效应不再显著,扰动不太强时电流仍呈现较高的自旋极化率;而侧基自旋取向扰动减小了体系的自旋劈裂,增加了器件的起始偏压,低偏压下随着扰动的增强器件电流及其自旋极化率明显降低.进一步模拟了温度对器件自旋极化输运的影响. 关键词： 有机自旋电子学 有机磁体 自旋极化输运 自旋过滤     

利用氧等离子体处理阳极银实现高效率顶发射有机电致发光

主要报道在器件结构为玻璃衬底/Ag(阳极)/NPB(空穴传输层)/Alq3(电子传输及发光层)/Sm(半透明阴极)/Alq3的顶发射有机电致发光器件中,利用氧等离子体对阳极银的表面进行处理来降低阳极和空穴传输层(Ag/NPB)界面处的空穴注入势垒,提高顶发射有机电致发光器件的性能。主要研究了氧等离子体处理时间对阳极银和顶发射有机电致发光器件光电特性的影响。紫外光电子能谱表明,氧等离子体处理能有效降低Ag/NPB界面处的空穴注入势垒。通过优化处理时间获得最佳器件性能,优化后的器件最大效率可达6.14cd/A。     

基于B3PyMPM∶Cs高效叠层OLED器件的制备

以B 3 PyMPM∶Cs/Al/HAT-CN作为电荷生成单元制备高效叠层绿色磷光有机电致发光器件,叠层器件的最大电流效率和最大流明效率分别为172.2 cd/A和111.0 lm/W,在5 mA/cm^2电流密度下,叠层器件的电压和亮度分别为传统器件的2.04倍和2.84倍.为了探究叠层器件性能优于传统器件的原因,研究了电荷生成单元内的电荷产生和注入过程,以及薄层铝对电子注入特性和电荷生成单元稳定性的影响.实验结果表明,电荷能够有效地在电荷生成单元内产生并顺利注入电子传输层中,B3PyMPM∶Cs和HAT-CN间Al薄层的插入能够进一步提高电子注入效率及器件结构的稳定性.     

迁移率对单层有机发光器件中电场与载流子分布的影响

有机发光器件的宏观特性与有机层中的电场和载流子浓度分布密切相关。建立的有机电致发光器件模型是由两个金属电极中间夹一层有机发光薄膜材料组成的单层器件,金属与有机发光层之间为欧姆接触。模型以载流子运动的扩散-漂移理论为基础,利用数值方法研究了有机发光层中双极载流子注入时的电势、电场、载流子浓度和复合密度分布。分析结果表明:当两种载流子的迁移率相同时,电场强度、载流子浓度、复合密度的分布呈对称形式。而当电子和空穴的迁移率μn和μp相差比较大时,高迁移率的载流子不仅仅分布在注入端附近而且还有一小部分能够传输到另一端,而低迁移率的载流子只分布在其注入端附近;当μn、μp的大小相差不大时,载流子传输情况就介于两者之间。当μn/μp的比值变化时,电场强度的极大值向载流子迁移率小的注入端偏移。     

势垒硅掺杂对GaN基LED极化电场及其光电性能的影响

势垒硅掺杂对InGaN量子阱中的电场及LED器件的光电性能有着重要的影响。采用6×6 K·P方法计算了不同势垒硅掺杂浓度对量子阱中电场的变化,研究表明当势垒硅掺杂浓度>1e¹⁸ cm^-3时,阱垒界面处的电场强度会变大,这主要是由于硅掺杂浓度过高导致量子阱中界面电荷的聚集。进一步发现随着势垒掺杂浓度的升高,总非辐射复合随之增加,其中俄歇复合增加,而肖克莱-霍尔-里德复合随之减少,这是由于点陷阱的增大形成了缺陷能级。电流电压曲线表明势垒掺杂可有效改善GaN基LED的工作电压,这归于掺杂浓度的提高改善了载流子的传输特性。当掺杂浓度为1e¹⁸ cm^-3时,获得了较高的内量子效率,这主要是由于适当的势垒掺杂降低了量子阱中界面电荷的损耗。     

压缩应变载荷下氮化镓隧道结微观压电特性及其巨压电电阻效应

电子器件可控性研究在日益追求器件智能化和可控化的当今社会至关重要. 基于第一性原理和量子输运计算, 本文研究了压缩应变载荷对氮化镓(GaN)隧道结基态电学性质和电流输运的影响, 在原子尺度上窥视了氮化镓隧道结的微观压电性, 验证了其内在的巨压电电阻(GPR)效应. 计算结果表明, 压缩应变载荷可以调节隧道结内氮化镓势垒层的电势能降、内建电场、电荷密度和极化强度, 进而实现对隧道结电流输运和隧穿电阻的调控. 在-1.0 V的偏置电压下, -5%的压缩应变载荷将使氮化镓隧道结的隧穿电阻增至4倍. 本研究展现了氮化镓隧道结在可控电子器件中的应用潜力, 也展现了应变工程在调控电子器件性能方面的光明前景.     

内嵌CuO薄膜对并五苯薄膜晶体管性能的改善

制备了基于内嵌氧化物铜(CuO)薄膜的并五苯薄膜晶体管器件. 将3 nm CuO薄膜内嵌入到并五苯(pentacene)中, 作为空穴注入层, 降低电极与并五苯之间的空穴注入势垒. 相对于纯并五苯薄膜晶体管器件, 研制的晶体管的迁移率、阈值电压(V_TH)、电流开关比(I_on/I_off) 等参数都有明显改善. X射线光电子能谱数据表明, 这种空穴注入势垒的降低源自并五苯向CuO的电子转移.     

高功率微波作用下高电子迁移率晶体管的损伤机理

本文针对高电子迁移率晶体管在高功率微波注入条件下的损伤过程和机理进行了研究,借助SentaurusTCAD仿真软件建立了晶体管的二维电热模型,并仿真了高功率微波注入下的器件响应.探索了器件内部电流密度、电场强度、温度分布以及端电流随微波作用时间的变化规律.研究结果表明,当幅值为20 V,频率为14.9 GHz的微波信号由栅极注入后,器件正半周电流密度远大于负半周电流密度,而负半周电场强度高于正半周电场.在强电场和大电流的共同作用下,器件内部的升温过程同时发生在信号的正、负半周内.又因栅极下靠近源极侧既是电场最强处,也是电流最密集之处,使得温度峰值出现在该处.最后,对微波信号损伤的高电子迁移率晶体管进行表面形貌失效分析,表明仿真与实验结果符合良好.     

Electron mobility for a model Al<Subscript>x</Subscript> Ga<Subscript>1-x</Subscript> As/GaAs heterojunction under pressure

A variational method and a memory function approach are adopted to investigate the electron mobility parallel to the interface for a model Al_xGa_1-xAs/GaAs heterojunction and its pressure effect by considering optical phonon modes (including both of the bulk longitudinal optical (LO) in the channel side and interface optical (IO) phonons). The influence of a realistic interface heterojunction potential with a finite barrier and conduction band bending are taken into account. The properties of electron mobility versus Al concentration, electronic density and pressure are given and discussed, respectively. The results show that the electron mobility increases with Al concentration and electronic density, whereas decreases with pressure from 0 to 40 kbar obviously. The Al concentration dependent and the electron density dependent contributions to the electron mobility from the scattering of IO phonons under pressure becomes more obvious. The variation of electron mobility with the Al concentration and electron density are dominated by the properties of IO and LO phonons, respectively. The effect of IO phonon modes can not be neglected especially for higher pressure and electronic density.     

Recombination zone and efficiency in bipolar single layer light-emitting devices: a numerical study

The efficiency of organic light-emitting devices (OLEDs) is closely related to the position and width of recombination zone (RCZ) in the emission layer. Based on the drift–diffusion theory of carrier motion in semiconductors, we developed a numerical model for the position and width of the RCZ in bipolar single layer OLEDs. The calculation results show that for a given operation voltage, the position and width of the RCZ are determined by the mobility difference of electrons and holes, and the energy barrier at the two contacts. When the anode and cathode contact are both ohmic, then RCZ will be near the electrode, from which the low-mobility carriers are injected, and the smaller the mobility difference, the wider the RCZ, and the width of RCZ will be maximal when the mobility of holes and electrons are equal. When the anode contact is Schottky, while the cathode contact is ohmic, then the position and width of RCZ will be determined by both the mobility difference and hole–injection energy barrier. When μ _p<μ _n, the RCZ will be at the anode side. When μ _p>μ _n, then RCZ will move away from the anode and become wider, with the increase of the hole injection barrier. For a given hole–injection barrier and mobility of holes and electrons, the position and width of RCZ change with the applied voltage.     

关于p-n合金结中少数载流者的注射理论

本文用一维模型计算了p-n合金结中少数载流者的一般注射理论。这里假设复合率是与注入载流者的密度成正比。首先,我们讨论了大注射和小注射的两种极端情况,这样得到的结果被用作零级近似解来计算p-n结中注入少数载流者的分布情况。用逐步近似的方法我们得到了注射效率和注射强度(即注入少数载流者的密度与原有多数载流者的密度之比)间的解析关系。在同样的基础上也得到了通过结的总电流密度和注射强度间的类似关系。这理论的结果表明;对一个平常的合金结晶体三极管来说,当发射极电流增加时,发射极的注射效率逐渐下降。在很大的注射强度下,注射效率趋近于极限值1/(1+b),其中b是电子迁移率与空穴迁移率之比。对一个具有很低注射效率的p-n合金结来说,在注射电流小的时候,注射效率是正比于通过结的总电流;当往射电流很大时,注射效率趋近于极限值1/(1+b)。理论结果还表明,在小注射情下,通过p-n合金结的总电流是正比于注射强度;而在大注射情况下,它是正比于注射强度的平方。     

长程电子关联对有限长聚乙炔链中极化子态的影响

本文采用扩展Hubbard模型, 加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下用自洽场方法研究了有限长反式聚乙炔链中极化子的问题。计算了长程电子关联对极化子的影响并计算了极化子的长程关联能。计算发现长程电子关联使极化子的位形变宽变浅(局域性减弱),在极化子区域,长程电子关联能比平均长程电子关联能要大。当链长增加到100格点以上时,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1663eV,而在极化子区域,电子极化子和空穴极化子的平均关联能趋于-0.1868eV。