基于磷光材料的电致发光二极管研究进展

电致发光二极管(LEDs)具有能耗低、寿命长、绿色环保等优点,在固态照明、全色显示等领域具有广阔的应用前景。 与传统的荧光电致LEDs相比,磷光电致LEDs能够同时利用单重态和三重态激子,理论上可以使器件的内量子效率达到100%,突破5%的外量子效率极限。 因此,发展高效的磷光材料以及实现其在电致LEDs中的应用是非常有意义的。 本文综述了目前主要的磷光材料,包括有机金属配合物、纯有机分子、聚合物、金属有机框架材料和碳量子点等,并总结了稀有金属配合物和纯有机分子在电致磷光 LEDs中的研究进展,同时对电致磷光LEDs的发展前景进行展望。     

含有三苯胺-三唑双极性单元的橙红光阳离子型铱(Ⅲ)配合物的合成及在LEDs中的应用

以2-萘基吡啶(npy)为主配体, N,N-二苯基-4-[4-苯基-5-(吡啶-2-基)-4H-1,2,4-三唑-3-基]苯胺(DPPTA)为辅助配体, 合成了含有三苯胺-三唑双极性结构单元的橙红光阳离子型有机铱(Ⅲ)配合物[(npy)₂Ir(DPPTA)]PF₆. 该配合物的热分解温度高达345 ℃, 从20 ℃升温到100 ℃时, 相对发光强度衰减28.0%, 发光颜色稳定. 其所含的双极性结构单元使其能有效地吸收GaN芯片的蓝光(λ_em,max=455 nm), 进而可被蓝光高效激发. 以GaN蓝光芯片作为激发光源, [(npy)₂Ir(DPPTA)]PF₆为下转换发光材料, 可以制得橙红光LEDs; 进一步与黄光材料Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)联用, 可以制得高效的中性白光和暖白光LEDs.     

含三苯胺的二苯乙烯化合物的合成及其电致发光性能

电致发光器件在光通讯、光信息处理、视频器件、测控仪器等光电子领域有着广泛而重要的应用价值.无机半导体二极管、半导体粉末、半导体薄膜等电致发光器件尽管已取得了令人注目的成就,但由于其复杂的器件制备工艺,高驱动电压、低发光效率,不能大面积平板显示,能耗较高以及难以解决短波长(如蓝光)等问题,使得无机电致发光材料的进一步发展受到一定的影响.相比之下,有机化合物可通过分子设计的方法合成数量巨大、种类繁多的有机化合物发光材料,使得有机材料构成的电致发光器件有着众多的优势,并成为目前电致发光领域的前沿研究课题之一.有关材料的制备^[1~3],发光机理^[4,5],电致发光器件的制备和性能^[6,7]的研究工作取得了相当大的进展.得到了各种发光颜色的器件,器件的发光亮度也较高.但由于电/光转换效率(量子效率)较低(小于10%),而且稳定性差,目前还只能制备出一些原型器件.     

聚芴类半导体光谱稳定性

有机半导体的物理和化学性质直接影响其光电器件的性能, 这为物理化学提出了新的研究内容与挑战. 其中, 聚芴类蓝光二极管的光谱稳定性及低能发射带(LEEB)的起源问题是国际上近十年的热点问题之一. 本文系统概述了低能发射带的现象、表征方法以及可能的形成机理, 包括链间作用导致的激基缔合物发射、器件制备或降解过程形成的芴酮缺陷发射、芴酮聚集态发射以及聚芴端羟基界面氧化导致的绿光发射. 本文综述各种物理掺杂和界面调控改善聚芴类二极管蓝光稳定性的策略, 着重论述非平面基团的空间位阻、分子构象与链的拓扑结构以及引入抗氧化受阻胺光稳定剂来提高其光谱稳定性策略.     

金属卤化物钙钛矿纳米晶高效发光二极管的制备与器件性能优化

金属卤化物钙钛矿作为一类新型的离子型直接带隙半导体材料在电致发光二极管(LED)中有着重要应用前景. 但实现其应用的前提在于金属卤化物钙钛矿材料需要保持高的发光效率和好的稳定性. 为了提高金属卤化物钙钛矿作为LED发光层的激子结合效率, 从而提升其发光效率, 设计和合成金属卤化物钙钛矿纳米晶材料是一个有效途径. 目前, 基于纳米晶材料设计的金属卤化物钙钛矿LED在绿光和红光(包括近红外光)范围已经展现了高的发光亮度和外量子效率(EQE), 其中最高EQE已经超过了20%, 但其稳定性仍无法满足器件应用的要求. 此外, 更值得关注且更重要的是, 蓝光钙钛矿LED的发光亮度和EQE目前仍然不高. 如何制备高效、 稳定的金属卤化物钙钛矿纳米晶LED, 特别是蓝光LED, 是一个具有重大应用前景且具有挑战性的课题. 本文重点介绍了金属卤化物钙钛矿纳米发光层的结构设计和合成方法及金属卤化物钙钛矿LED的研究进展, 分析了金属卤化物钙钛矿LED不稳定的原因, 并对金属卤化物钙钛矿LED研究面临的挑战和未来发展方向进行了总结与展望.     

二极管器件SPICE电路模型对锥形离子通道I-V特性曲线的模拟

离子整流性是纳米离子通道的一个重要特征,具有整流性的离子通道体系也被称为纳米流体二极管.本文比较了离子通道的泊松-能斯特-普朗克(PNP)方程组模型和固体半导体的扩散-漂移模型,提出可以使用二极管器件的仿真电路模拟器(SPICE)电路模型对离子通道体系的电流-电压(I-V)曲线进行模拟.以锥形离子通道的PNP数值模型的计算结果为基础,通过对这一体系进行讨论,给出一个锥形离子通道的SPICE电路模型,它可以较好地模拟I-V特性曲线.离子通道SPICE电路模型的建立可用于研究纳米流体二极管作为一个器件在电路中的应用.     

近红外敏感的功能分离型有机光接受体系的光导性能研究Ⅰ.酞菁氧钒晶粒尺寸对其体系光导性能的影响

激光打印和静电复印技术是当今信息处理、加工与传递的重要手段之一在这项综合性技术的发展中,光导材料的制备与选择一直是最为活跃的一个方面。近年来,激光打印机广泛使用半导体二极管激光打印头,其发射电磁波长在近红外区(780 nm~830 nm),要求对此范围敏感的新型光导材料满足其工作要求。     

溶剂热合成法制备(Zn,Hg)S微晶和薄膜

近年来，由于Ⅱ～Ⅵ族半导体纳米材料的特殊物理、化学性质及其在半导体、光学器件、激光二极管、IR探测器等方面的广泛应用，它们的制备和表征引起了人们越来越大的兴趣犤１～１１犦。现在（Zn，Hg）S微晶正被广泛而深入的研究和应用。例如：一种发蓝光的激光二极管已经设计成功，它包含一夹在两衬层间的活性层，无论是在衬层还是在活性层中都包含有（Zn，Hg）S犤５犦。Sugao也曾报道过一种以（Zn，Hg）S为基础的半导体激光器件犤６犦。Parkin曾用MCl２（M＝Zn，Cd，Hg）和Li２E（E＝O，S，Se，Te）混合热解法制备ME或MxM'yS…     

六氟磷酸二(2-苯基吡啶)(2,2'-联噻唑)合铱(Ⅲ)的合成及在中性/暖白光二极管中的应用

以Ir Cl_3·3H_2O为铱(Ⅲ)源,2-苯基吡啶(ppy)为主配体,2,2'-联噻唑(btz)为辅助配体在乙二醇中回流反应后,再与NH_4PF_6水溶液进行离子交换反应,制得新颖橙光阳离子型有机铱(Ⅲ)配合物[(ppy)_2Ir·(btz)]PF_6.将其掺杂到硅树脂中用于Ga N蓝光(455 nm)芯片激发Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+)(YAG∶Ce,以6.0%质量比掺杂于硅树脂中)构成的白光二极管时,白光色温明显降低.未掺杂[(ppy)_2Ir(btz)]PF_6时,白光色温为7133 K(冷白光),效率为137.1 lm/W,显色指数为79.9,色坐标为(0.31,0.31).当分别掺入1.0%,1.5%和2.0%的[(ppy)_2Ir(btz)]PF_6时,色温依次降为5645 K(冷白光)、4072 K(中性白光)和3161 K(暖白光),效率则分别为102.1,79.1和66.6 lm/W,显色指数分别为81.9,77.3和70.0,色坐标分别为(0.33,0.31),(0.36,0.33)和(0.42,0.38).实验结果表明,[(ppy)_2Ir(btz)]PF_6是一种可用于中性/暖白光LEDs的高效橙光材料.     

一维金属/半导体异质结纳米材料的制备及性能研究*

一维金属/半导体异质结纳米材料因其新颖的结构、独特的光电特性和在纳电子领域应用的巨大优势和潜力而受到广泛的关注和重视。本文基于国内外最新研究进展及本课题组的研究工作,系统综述了近年来逐步建立起来的一维金属/半导体异质结纳米材料的制备方法及其性能研究。着重介绍了化学气相沉积法、热蒸发沉积法、模板法、自组装法和液相法等几种比较重要的制备方法,并分析了它们的优缺点;详细分析了此类纳米材料库伦阻塞效应、肖特基二极管现象、欧姆接触特性、电致发光特性等性能的特点。文章最后指出液相法能有效获得高质量和技术可用的一维金属/半导体异质结纳米材料,使用该法进行制备和性能研究将成为此类纳米材料的未来发展方向。     

V含量对ZnO薄膜结构及光学特性的影响

0引言氧化锌是一种六角纤锌矿结构的直接宽带隙半导体,其室温下禁带宽度为3.37eV。它具有多种优良的物理性能,在声表面波[1,2]、透明电极[3,4]、光电材料[5]、蓝光器件[6]等方面都有较大的应用潜力。氧化锌价格低廉,不仅能制成良好的半导体和压电薄膜,亦能够制成良好的透明导电薄膜。理论计算表明[7],氧化锌掺杂V、Cr、Fe、Co、N i元素能够产生自旋极化,形成高于室温的稀磁性透明半导体,是下一代微电子和光电子领域自旋电子学器件有重要价值的材料之一。根据理论计算,V掺杂的ZnO膜具有最高的居里温度。V yatkin实验小组[8]用钒离子注入…     

新型含铽共聚物的合成及其电致发光研究

将稀土金属Tb配合物单体与N-乙烯基咔唑（NVK）以及甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚, 合成了一种含Tb配合物的新型聚合物PKMTb, 并以红外光谱、紫外光谱表征了其光谱特性, 研究了其荧光特性和能量转移机制. 利用这种聚合物成功地制成了单层电致发光器件ITO/PKMTb/Al, 其具有半导体二极管的电流-电压特性, 在正相偏压下发绿光, 并探讨了其电致发光机理.     

532nm激光诱导荧光毛细管阵列电泳仪的研制

基于共聚焦激光诱导荧光检测技术,研制了一台旋转扫描高效毛细管阵列电泳装置。以波长为532nm的半导体二极管激光器作为激发光源,多根毛细管阵列采用圆形布局,微型高速直流电机带动旋转反射镜进行激光扫描,加快了数据采集的速度;采用旋转编码器实现了毛细管的定位与位置读出,并触发数据采集系统进行荧光信号采集。以罗丹明6G和罗丹明B为分析样品,考察了16通道毛细管阵列电泳仪的基本性能。     

蓝光钙钛矿发光二极管:机遇与挑战

金属卤化钙钛矿由于具有优异的光电性能(如:高电子/空穴迁移率,高荧光量子产率,高色纯度,以及光色可调性等),成为应用于发光二极管(LED)的理想材料。近年来,钙钛矿LED的发展十分迅速,红光和绿光钙钛矿LED的外量子效率(EQE)均已超过20%。然而,蓝光(尤其是深蓝光)钙钛矿LED的EQE以及稳定性依然相对落后,这严重制约了钙钛矿LED在高性能、广色域显示领域和高显色指数白光照明领域的应用。因此,总结现阶段蓝光钙钛矿LED的发展,并剖析其机遇与挑战,对未来蓝光甚至整个钙钛矿LED领域的发展至关重要。本文将蓝光钙钛矿LED根据光色细分为天蓝光、纯蓝光、深蓝光三大部分进行总结,回顾了三种LED器件的发展历程,并详细阐述了现阶段实现他们的主要手段以及相关的基础原理,最后分析了它们各自的问题并提出了相应的解决思路。     

咔唑及其衍生物在蓝光OLED中的应用

咔唑及其衍生物因其特有的电学性能、电化学性能和光物理性能而被广泛研究。由于这类材料不仅可以作为良好的空穴传输材料,而且在咔唑化合物的不同位置引入电子传输修饰基团,可以使得电子和空穴更加易于注入,并且可以很好地调节两者的平衡,因此,咔唑及其衍生物被认为是一类重要的蓝光荧光材料。咔唑及其衍生物不仅可以以小分子形式应用到蓝光荧光材料、蓝光磷光材料和热致延迟荧光材料,同样可以以高分子形式应用到蓝光荧光材料中。近年来,关于咔唑及其衍生物发光材料的合成及应用成为蓝光OLED研究的热点。本文综述了近年来国内外小分子咔唑及其衍生物作为蓝光有机电致发光主体材料的研究状况,对其分子结构设计光、电子轨道结构、物理性质、热学性质、电化学性质及器件性能等方面作了详细归纳比较,同时归纳了含咔唑结构的聚合物蓝光有机电致发光材料的研究进展,最后展望了咔唑基蓝光有机电致发光主体材料的发展前景和趋势。从光电转换效率及价格方面来说,热致延迟荧光材料和聚合物(含咔唑类基团)发光材料是最具有前景的蓝光OLED材料。     

532 nm激光诱导荧光毛细管阵列电泳仪的研制

基于共聚焦激光诱导荧光检测技术,研制了一台旋转扫描高效毛细管阵列电泳装置.以波长为532nm的半导体二极管激光器作为激发光源,多根毛细管阵列采用圆形布局,微型高速直流电机带动旋转反射镜进行激光扫描,加快了数据采集的速度;采用旋转编码器实现了毛细管的定位与位置读出,并触发数据采集系统进行荧光信号采集.以罗丹明6G和罗丹明B为分析样品,考察了16通道毛细管阵列电泳仪的基本性能.     

基于四齿配体的蓝光d8金属配合物及其OLED应用的研究进展

用于有机发光二极管(OLED)的红光和绿光磷光金属配合物材料在稳定性和发光效率方面均已达到了目前产业化应用的要求,而蓝光磷光配合物则在稳定性方面无法达到应用条件。高能量的激发态以及d-d态引起的配合物分解是造成蓝光磷光OLED器件稳定性差的原因之一。采用四齿配体开发d~8金属配合物是同时提升配合物发光效率和稳定性的途径之一,有望在蓝光磷光材料和器件应用方面取得突破。本文总结了基于四齿配体的蓝光铂(Ⅱ)和钯(Ⅱ)配合物的研究进展,通过探讨配体结构对配合物光物理性质和稳定性的影响,为继续开发具有应用前景的蓝光金属配合物材料提供了指导性方向。     

一种高紫外-短波蓝光屏蔽的油溶性碳点的水热制备及其应用

以2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮为碳源，乙二胺为氮源，通过水热法合成一种紫外和短波蓝光双重吸收的油溶性氮掺杂碳点（Carbon Dots,CDs）。将该CDs与聚甲基丙烯酸甲酯复合制得具有紫外光和短波蓝光屏蔽效果的复合镜片材料，当CDs的质量分数为1%时，复合镜片在紫外光区的平均透过率为0%、在短波蓝光区的平均透过率为1.6%，吸收效率为99.6%，是一种强防紫外-短波蓝光材料。     

蓝色有机电致发光材料及器件的研究进展

有机电致发光器件因在全彩平板显示和固态照明领域中具有广阔的应用前景, 而受到人们的广泛关注。 时至今日, 与现有的红色和绿色有机电致发光材料和器件相比, 具有优越综合性能的蓝色有机电致发光材料和器件却始终匮乏。 相对而言, 蓝光材料具有较宽的能隙, 因而很难获得低电压、高效率和良好稳定性的深蓝光器件。 通常, 白色有机电致发光器件可以通过混合三基色或者两种颜色的方法获得。 但是无论哪种方法, 蓝光材料均是必不可少的。 另外, 还可以通过能量传递将蓝光转化为红光和绿光。 因此, 研发出具有优越综合性能的蓝光材料对有机电致发光器件的推广及应用十分关键。 本文综述了近年来蓝色荧光材料、蓝色磷光材料的研究进展以及蓝光材料在蓝色和白色有机电致发光器件中的应用, 并结合现有工作, 对蓝色有机电致发光材料的研究和应用前景进行展望。     

准二维蓝光钙钛矿发光二极管的研究进展

蓝光钙钛矿发光二极管（PeLEDs）是钙钛矿全彩显示和白光照明技术快速发展的核心技术瓶颈。准二维钙钛矿可利用层数调控和量子限域效应实现蓝光发射,还可借助其疏水有机配体显著提升膜层和器件的稳定性,已成为钙钛矿领域的研究热点。本综述总结了准二维蓝光PeLEDs在组分工程、膜层工艺及器件优化方面的进展,分析了准二维蓝光PeLEDs面临的挑战,展望了效率提升途径,并概述了未来研究方向和解决方案。