泡沫镍耦合金纳米结构增强拉曼散射

现有的柔性波导器件存在加工制备难、机械柔韧性有限、可靠性程度低等难题。基于中性面理论,以聚酰亚胺(PI)薄膜为衬底,设计并制作了具有三明治叠层结构的柔性多模聚合物波导,通过多层中性面的构筑赋予柔性波导优异的结构可靠性和机械柔韧性。所制备的柔性聚合物波导具有低传输损耗(0.16 dB/cm@850 nm)和低通道串扰(<-40 dB)的特性。通过微机械设计使在机械变形过程中施加在波导芯层上的应变最小化,波导表现出优良的机械弯曲性能,其最小弯曲半径低至3 mm,且以1 mm弯曲半径弯曲1000次后,其传输损耗无明显增加。可靠性测试实验结果表明,柔性波导具有优异的热稳定性、耐老化性能以及可加工性能,经过湿度循环、温度循环以及无铅回流焊处理后,波导的传输性能并未发生明显劣化。该研究为具有优异机械柔性和环境可靠性的柔性聚合物波导的规模化生产和应用提供了一定的理论与技术指引。     

白光有机发光器件的研究进展

白光有机发光器件(OLED)能够产生高效饱和的白光,且具有驱动电压低、材料柔性好、可实现大面积显示等特点,在信息显示与固态照明等领域有巨大的应用潜力.目前白光OLED主要分为单发光层、多发光层、下转换、叠层等结构,不同的结构具有各自的优势,都受到了很大关注.首先介绍了白光OLED的性能指标.接着,结合所开展的研究工作综述了白光OLED在结构和性能方面的研究进展,总结了实现高效白光OLED的各种方法,重点探讨了提高白光OLED性能的途径及所面临的挑战. 最后,展望了白光OLED的发展趋势. 关键词： 白光有机发光器件 固态照明 电致磷光 光取出     

利用原子层沉积技术实现有机电致发光器件的薄膜封装EI北大核心CSCD

有机电致发光器件(Organic light emitting diode,OLED)具有轻薄、便于携带、自发光、能耗低、亮度更大、柔性显示等特点,可以增加显示产品的附加值,因此被科学和产业界广泛关注。然而,OLED器件中的有机材料对空气中的水汽和氧气十分敏感,若器件在无封装保护的情况下长期在空气中存放,将会严重影响OLED的工作性能和寿命。除了选择合适的传输层材料、表面层结构和利用界面工程提高材料水氧耐受能力之外,对器件进行可靠的封装是隔绝空气中水汽和氧气侵蚀的一种有效手段。原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)是一种已经在实验室验证的有效薄膜沉积封装技术,由于ALD的自限制反应特性,可以在低温下沉积出厚度精确可控且均匀致密的薄膜,利用ALD沉积的薄膜往往拥有良好的机械柔性、超高的阻隔性能和光学透过率。本文将回顾原子层沉积技术的原理,分析ALD制备薄膜的水汽透过率,比较ALD在单层、有机-无机叠层薄膜封装制备上的技术优势。     

柔性神经形态晶体管及其仿生感知应用

生物感知系统具有高并行、高容错、自适应和低功耗等独特优点.采用神经形态器件实现生物感知功能的仿生,在脑机接口、智能感知、生物假体等领域具有重大应用前景.与其他神经形态器件相比,多端口神经形态晶体管不仅可以同时实现信号的传输和训练学习,还可以对多路信号进行非线性的时空整合与协同调控.然而,传统刚性神经形态晶体管很难实现弯曲变形以及和人体密切贴合,限制了神经形态器件应用范围.所以,具有良好弯曲特性的柔性神经形态晶体管的研究成为了最近的研究重点.本文首先介绍了多种柔性神经形态晶体管的研究进展,包括器件结构、工作原理和基本功能;另外,本文还将介绍上述柔性神经形态晶体管在仿生感知领域中的应用;最后给出上述研究领域的总结和简单展望.     

有机电致发光器件的稳定性

有机电致发光器件（organic light-emitting device,OLED）具有结构简单、驱动电压低、柔性好、可实现大面积显示等特点,在光通信、信息显示与固态照明等领域均显现出巨大的商业应用前景,备受学术界和产业界的关注.自1987年以来,OLED器件迅速发展,其亮度和效率已达到实用化的要求,但是目前产业化面临的主要难题之一就是器件的稳定性问题.本文主要介绍了OLED器件的非本质老化机理和本质老化机理,对黑点形成、薄膜形貌不稳定、金属原子扩散、[Alq₃[⁺阳离子和正电荷积累等多种OLED老化机理进行了总结和讨论,并针对这些老化机理重点阐述改善OLED器件工作稳定性的方法.最后,对OLED器件稳定性研究的发展趋势做了展望.     

用于光通信的高速响应有机电致发光器件

采用直接光强调制的方法,建立了一种新型有机电致发光器件(OLED)的光电信号传输体系,研究了发光层掺杂、发光面积和预置电压对OLED响应速度的影响。结果发现:与发光层为单独的Alq3的器件相比较,掺杂rubrene的发光层的荧光寿命较短,响应较快;减小OLED的发光面积能提高OLED的响应速度,并在0.02 mm2的发光面积上实现了100 Mbit/s的信号传输速度;同时,预置直流电压也能改善OLED的响应速度。最后,提出将柔性OLED与聚合物波导及有机光电二极管结合,实现了一种全有机的柔性光电子体系。     

阴极修饰层CuPc、ZnPc、C60对OLED光电性能的影响

采用真空蒸镀法分别制备了以CuPc、ZnPc、C₆₀为阴极修饰层的OLED,对比研究了它们对OLED光电性能的影响。从能级结构、表面形貌、折射率及纳米界面等方面对载流子注入和输运进行了探讨。结果表明:修饰层使器件性能显著提高,它不仅降低OLED开启电压（最低至4.2 V）、提高OLED电流密度及发光效率（最高至13.49 lm/W）,同时增强了器件的发光稳定性（180 s后光强保持在90%以上）,其中以CuPc为阴极修饰层的器件表现的性能最好。发光光谱方面,以CuPc和ZnPc作为修饰层的器件对550~650 nm的红光部分略有吸收,而C₆₀作为修饰层的器件光谱则无太大变化,这是由修饰层材料的吸收系数随不同波长而变化所致。实验结果说明,若想较大程度地提高器件电性能,酞菁材料是不错的选择;若对光谱有要求,可用C₆₀做阴极修饰层。     

非周期微纳结构增强有机发光二极管光耦合输出的研究进展

有机发光二极管（OLED）具有功耗低、重量轻、色域宽、响应时间快及对比度高等优点,在全彩平板显示和固态照明等领域均显现出巨大的应用潜力,受到人们的广泛关注.然而,较低的光输出效率使得器件的外量子效率远低于内量子效率,这严重制约了OLED器件的发展和应用.因此如何提高OLED器件的光耦合输出效率已成为备受关注的研究课题.本文主要介绍了采用非周期微纳结构提高OLED器件光耦合输出效率的最新研究进展,对随机微纳透镜结构、光散射介质层、聚合物多孔散射薄膜、随机凹凸波纹结构及随机褶皱结构等多种对器件亮度分布和光谱稳定性无明显影响的光耦合输出技术进行了总结和讨论.最后,对提高OLED器件光耦合输出研究做了总结和展望.     

有机电致发光白光器件的研究进展

在十多年的时间里,有机电致发光二极管(Organic Lightemitting Diodes,OLEDs)的研究和应用取得了长足的进展。有机电致发光器件具有许多优点,例如:自发光、视角宽、响应快、发光效率高、温度适应性好、生产工艺简单、驱动电压低、能耗低、成本低等,因此有机电致发光器件极有可能成为下一代的平板显示终端。有机电致发光白光器件因为可以用于全彩色显示和照明,已成为OLED研究中的热点。介绍了有机电致发光白光器件的研究进展,按发光的性质将白光器件分为荧光器件和磷光器件两类,按发光层数将白光器件分为单层和多层器件,对相关材料、器件结构、发光机理等方面进行了讨论。     

插入电荷控制层对蓝色OLED发光性能的提高

用蓝色有机荧光材料N6,N6,N12,N12-tetrap-tolylchrysene-6,12-diamine(DNCA)作为发光层,在发光层中间以及发光层与电子传输层之间插入2-methyl-9,10-di(2-napthyl)anthracene(MADN)和9,10-di(2-naphthyl)anthracene(ADN)作为电荷控制层,制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/DNCA(15 nm)/MADN(3nm)/DNCA(15 nm)/ADN(3 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.8 nm)/Al(120 nm)的蓝色有机电致发光器件(OLED)。该器件的最大电流效率和最大亮度分别为5.6 cd/A和23 310 cd/m2。与传统的单发光层器件相比,最大电流效率和最大亮度分别提高了70%和87%。器件发光性能的提高可归结于两个电荷控制层在整个器件中的协同作用。第一电荷控制层MADN的作用主要是将发光层区域分成两个部分,从而扩大了激子在发光层中的复合区域;第二电荷控制层ADN可以有效地将空穴限制在发光层中,避免了激子在电子传输层中形成的无辐射跃迁从而提高了器件的发光性能。     

高质量单层二硫化钼薄膜的研究进展

作为一种新型的二维半导体材料,单层二硫化钼薄膜由于其优异的特性,在电子学与光电子学等众多领域具有潜在的应用价值.本文综述了我们课题组在过去几年中针对单层二硫化钼薄膜的研究所取得的进展,具体包括:在二硫化钼薄膜的制备方面,通过氧辅助化学气相沉积方法,实现了大尺寸单层二硫化钼单晶的可控生长和晶圆级单层二硫化钼薄膜的高定向外延生长;在二硫化钼薄膜的加工方面,发展了单层二硫化钼薄膜的无损转移、洁净图案化加工、可控结构相变与局域相调控的方法,为场效应晶体管等电子学器件的制备与性能优化提供了基础;在二硫化钼异质结方面,研究了二硫化钼薄膜与其他二维材料形成的异质结的电学以及光电性质,为二维材料异质结的构筑和器件特性研究提供了实验参考;在二硫化钼薄膜功能化器件与应用方面,构筑了全二维材料、亚5 nm超短沟道场效应晶体管器件,验证了单层二硫化钼对短沟道效应的有效抑制及其在5 nm工艺节点器件中的应用优势;此外,利用制备的高质量单层二硫化钼和发展的器件洁净加工技术,实现了高性能柔性薄膜晶体管的集成,获得了超高灵敏度与稳定性的非接触型湿度传感器.我们在二硫化钼薄膜的制备、加工以及器件特性研究方面所取得的进展对于二硫化钼及其他二维过渡金属硫属化合物的基础和应用研究均具有指导意义.     

利用双阶梯波导层对深紫外激光二极管的性能优化

在深紫外激光二极管中,波导层的作用是用来传输并限制光束.传统的深紫外激光二极管存在很强的极化感应电场,这种电场能够降低深紫外激光二极管的光电性能.本文提出了一种新型双阶梯型上波导层(UWG)和下波导层(LWG),可以提高半导体激光器的性能.通过使用Crosslight软件将矩形、单阶梯型和双阶梯型波导层三种不同的结构进行仿真研究,比较三种结构器件的能带图、电子空穴浓度、辐射复合率、P-I以及V-I特性等.结果表明,新型双阶梯波导层结构的应用增加了电子有效势垒的高度,缓解了电子阻挡层的能带弯曲,减小了极化电场的影响,从而提升了该器件的光学和电学性能.     

可调色红光有机电致发光器件

介绍了具有可调节发光光谱的高效红光有机发光二极管(OLED)器件,利用具有高三重态能量的9.9-螺二芴二苯基氧化磷(SPPO1)作为发光层的主体材料及空穴阻挡层,二(1-苯基异喹啉)(乙酰丙酮)合铱(III) (Ir(piq)2(acac))作为客体发光材料,在发光层内SPPO1的能量分别由福斯特和迪克斯特传递到Ir(piq)2(acac)的单重态和三重态从而发出红色磷光,通过调节磷光客体材料的比例得到最优器件结构,从而得到具有较好发光效率和发光亮度并可调节色纯的有机发光二极管器件。     

喷墨印刷有机电致发光显示材料与器件进展

随着有机电致发光显示（OLED）技术的不断发展,OLED在智能手机、智能手表和电视等市场应用不断扩大。尤其是在小尺寸智能手机市场,OLED已成为主流的显示技术,并有望逐步替代LCD技术。但在中大尺寸显示产品如平板电脑、笔记本、显示器、电视等应用领域,受限于目前真空蒸镀工艺的高成本及可靠性问题,发展较为缓慢,但市场对其需求依然很高。相比于真空蒸镀技术,通过喷墨印刷技术制备显示器件,可极大地提高材料利用率,降低设备成本,且由于其是一种增材制造方式,可减少资源消耗和环境污染,更有利于实现大面积、轻、薄、柔的显示屏制造。本文介绍了用于喷墨印刷OLED的各功能层材料研究进展,并对印刷OLED器件结构、制备工艺及器件性能进行了讨论,最后对印刷OLED的发展前景进行了展望。     

基于器件结构提高TADF-OLED器件的发光性能

为了提高以TADF材料作为主体、天蓝色荧光材料作为客体的混合薄膜的OLED器件光电性能,我们调整了器件结构,使主体材料发挥其优势。制备了基本结构为ITO/NPB(40 nm)/DMAC-DPS∶x%BUBD-1(40 nm)/Bphen(30 nm)/LiF(0.5 nm)/Al的OLED器件。研究了主-客体材料在不同掺杂浓度下的OLED器件的光电特性。为了提高主体材料的利用率,在空穴传输层和发光层之间加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层;然后,在阳极和空穴传输层之间加入HAT-CN作为空穴注入层,形成HAT-CN/NPB结构的PN结,有效降低了器件的启亮电压(2.7 V)。测量了有无HAT-CN的单空穴器件的阻抗谱。结果表明,在最佳掺杂比例(2%)下,器件的外量子效率(EQE)达到4.92%,接近荧光OLED的EQE理论极限值;加入10 nm的DMAC-DPS作为间隔层,使得器件的EQE达到5.37%;HAT-CN/NPB结构的PN结有效地降低了器件的启亮电压(2.7 V),将OLED器件的EQE提高到5.76%;HAT-CN的加入提高了器件的空穴迁移率,降低了单空穴器件的阻抗。TADF材料作为主体材料在提高OLED器件的光电性能方面具有很大的潜力。     

阳极/有机层界面LiF层在OLED中的空穴缓冲作用

使用真空热蒸发镀膜法,在OLED层状结构中引入不同厚度的LiF作阳极修饰层,制备了结构为ITO/LiF/TPD/Alq₃/Al的器件。LiF超薄层的引入较好地修饰了ITO表面,减少了阳极和有机层界面缺陷态的形成,增强了器件的稳定性。实验结果表明: LiF层有效地阻挡空穴注入,增强载流子注入平衡,提高了器件的亮度和效率,含有1 nm厚LiF空穴缓冲层器件的性能最好,效率较不含缓冲层器件提高了近1.5倍。     

超薄层BCP对有机电致发光器件性能的影响

采用真空热蒸镀的方法,在常规的双层器件结构的基础上,设计了三层双异质结有机电致发光器件(OLED):indium-tin oxide(ITO)/N,N′-diphenyl-N,N′-bis(1-naphthyl)(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPB)/2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenan throline(BCP)/8-hydroxyquinoline aluminum(Alq3)/Mg∶Ag。通过对器件的电致发光(EL)光谱及器件性能的表征,研究了不同超薄层BCP的厚度对OLED器件性能的影响。结果表明,当超薄层BCP的厚度从0.1nm逐渐增加到4.0nm时,器件的EL光谱实现了绿光→蓝绿光→蓝光的变化;BCP层有效地调节了载流子的复合区域,改变了器件的发光颜色,提高了器件的亮度和发光效率。     

基于相变原理模拟红色顶发射有机电致发光器件的出光性能

研究了有机发光器件(organic light emitting diodes, 简记为OLED)半透明电极上形成的反射相移对OLED光谱产生调制现象.以红色微腔结构顶发射OLED(top emitting OLED,TOLED)为例,基于微腔理论和传输矩阵理论建立物理模型,采用计算机数值模拟方法,得出结果表明器件发光光谱的调制作用不只局限于有机层厚度,也和反射相移有关.通过改变覆盖到顶电极表面的有机层厚度的简单方法,可以实现对顶电极反射相移的调节,从而改变TOLED光学性能.这一结果为进一步改善器件的性 关键词： 反射相移模拟 红色微腔 顶发射有机发光     

柔性有机场效应晶体管研究进展

柔性有机场效应晶体管具有可折叠、质量轻、低成本等优点,在柔性显示、柔性传感器、柔性射频标签和柔性集成电路等方面显示了广阔的应用前景.本文在介绍柔性有机场效应 晶体管最新研究进展的基础上, 总结了柔性有机场效应晶体管的器件结构和柔性有机场效应晶体管所使用的衬底材料、 栅绝缘层材料、有源层材料及电极材料, 阐述了柔性有机场效应晶体管的制备工艺, 并讨论了不同的弯曲方式对柔性有机场效应晶体管性能的影响, 最后总结和展望了柔性有机场效应晶体管的应用领域. 关键词： 柔性 晶体管 有机/聚合物 溶液加工     

插入电荷控制层对蓝色OLED发光性能的提高

用蓝色有机荧光材料N⁶,N⁶,N¹²,N¹²-tetrap-tolylchrysene-6,12-diamine （DNCA）作为发光层,在发光层中间以及发光层与电子传输层之间插入2-methyl-9,10-di（2-napthyl）anthracene （MADN） 和9,10-di（2-naphthyl）anthracene （ADN） 作为电荷控制层,制备了结构为ITO/NPB（40 nm）/DNCA（15 nm）/MADN（3 nm）/DNCA（15 nm）/ADN（3 nm）/Bphen（30 nm）/LiF（0.8 nm）/Al（120 nm）的蓝色有机电致发光器件（OLED）。该器件的最大电流效率和最大亮度分别为5.6 cd/A和23 310 cd/m²。与传统的单发光层器件相比,最大电流效率和最大亮度分别提高了70%和87%。器件发光性能的提高可归结于两个电荷控制层在整个器件中的协同作用。第一电荷控制层MADN的作用主要是将发光层区域分成两个部分,从而扩大了激子在发光层中的复合区域;第二电荷控制层ADN可以有效地将空穴限制在发光层中,避免了激子在电子传输层中形成的无辐射跃迁从而提高了器件的发光性能。