固态阴极射线发光亮度的提高

为提高固态阴极射线发光亮度,以碰撞激发为核心,采取了两个方面的措施：第一是增大初电子的密度及过热电子的能量;第二是采用固态阴极射线发光和有机电致发光的混合或级联激发.固态阴极射线发光中的初电子来源包括从电极隧穿的电子和从界面态及材料陷阱中获释的电子.这些电子在电场的作用下在固体薄膜中加速获得能量,成为过热电子.它们碰撞激发有机材料发光后,本身并没有湮灭,而和传导电子及倍增电子一道与注入的空穴复合,产生发光.     

固态阴极射线发光的发现

通过分层优化方案,采用有机场致发光材料,发现了一种新的激发发光方式,即固态阴极射线发光（solid state cathodoluminescence,简称SSCL）,文章主要介绍了固态阴极射线发光的发现历史、发光现象的辨认、发光现象的普适性考察以及其良好的发展前景.     

共轭聚合物MEH-PPV的固态阴极射线发光

在有机／无机异质结ZnS／MEH－PPV／ZnS器件中，交流驱动条件下，实现了共轭聚合物MEH－PPV的固态阴极射线发光，器件的发光光谱与MEH－PPV的光致发光谱相同。电子经过ZnS层加速后，成为过热电子，这些过热电子直接碰撞激发MEH－PPV而发光。在日光灯照明下，可以看到器件的均匀发光。     

不同加速层材料对固态阴极射线发光的影响

在固态阴极射线发光中,过热电子碰撞激发有机材料而发光,因此加速层对电子的加速能力是影响器件发光亮度的关键因素之一.分别以SiO2和ZnO作为加速层.制备出两种固态阴极射线发光器件A:ITO/MEH-PPV/SiO2/Al和B:ITO/MEH-PPV/ZnO/Al.通过理论计算比较了电子从电极注入到加速层的隧穿电流密度以及SiO2层与ZnO层的电场强度,计算结果表明:在相同驱动电压下,SiO2作为电子加速层时隧穿电流的密度要大于ZnO层的隧穿电流的密度,并且SiO2层的电场强度比ZnO层的电场强度大.实验结果表明:SiO2作为加速层的器件的发光强度高于以ZnO为电子加速层器件的发光强度.     

有机分子的固态类阴极射线发光

固态类阴极射线发光是我们提出的一种全新的激发发光方式，利用无机半导体作为电子加速层，加速电子使之获得高能量，然后碰撞激发有机分子(小分子和聚合物)发光。介绍和总结了固态类阴极射线发光方法提出的物理背景，已经取得的实验结果和目前尚存在的问题，并提出了解决这些问题的设想。     

固态阴极射线发光的表征

固态阴极射线发光（SSCL）是一种全新的激发方式,是发光的一个分支.文章作者辨认了固态阴极射线发光的本质,证明了它的普适性.文章对固态阴极射线发光的本质作了进一步的分析,分析了它的发光光谱及随驱动电压提高时的变化规律,证明了固态阴极射线激发既可引起激子发光,又可引起扩展态发光,扩展态的发光是激子离化后产生的电子-空穴的直接复合.文章作者还研究了固态阴极射线发光的瞬态特性及发光的衰减,证明了在它的发光波形中用传统的位相方法已不能表示固态阴极射线发光与激发电压的时间关系,并从它的两个发光峰随频率变化的明显差别提出了实测真实发光寿命的思路.     

MEH-PPV固态阴极射线发光动力学研究

在分层优化基础上，用MEH-PPV和SiO2复合制成夹层结构器件，在交流电压的三个区域下 ，表现出不同的发光.在电压较低时得到了红色发光，电压较高时得到了蓝色发光，电压的中间区域为两种发光的叠加.这两种发光都是源于SiO2中加速电子直接碰撞激发有机发光层而引起的固态阴极射线发光.通过对器件光学特性的研究，分析了光谱变化的范围及规律.     

SiO2厚度对类阴极射线发光中电子加速的影响

研究了有机 /无机复合结构ITO/SiO2 /MEH PPV/SiO2 /Al器件的类阴极射线发光性质 ,电子经过SiO2层加速后 ,激发MEH PPV层发光。发光除了MEH PPV激子发光峰外 ,还有一个带间复合的能量更高的短波发光峰。通过 2个发光峰随SiO2 层的厚度的变化规律 ,研究了SiO2 对电子的加速能力。     

提高电子注入的固态阴极射线发光的研究

设计了SiO₂与电极间加入ZnS的复合加速层结构，进一步说明靠电子注入的增强来扩大初电子源.同时，在电子发生倍增前后的电压下，对比了单层和夹层结构的不同加速层的发光性能.得到在低压直流下单侧复合加速层器件的发光优于单层SiO₂加速层器件而劣于单层ZnS器件；在高压交流下复合加速层表现出明显的优势，在复合加速层中，ZnS不仅对电子有加速作用，而且对增强电子注入贡献很大，同时ZnS和SiO₂/ZnS界面还提供了初电子源.另外，与SiO _{关键词： 电致发光 复合加速层 过热电子 固态阴极射线}     

有机磷光材料的固态阴极射线发光研究

采用有机磷光材料三-(2-苯基吡啶)-铱(Ir(PPY)₃)与无机材料SiO₂复合制成夹层结构器件,用交流电压驱动获得了Ir(PPY)₃主峰位于517nm的发光和主峰位于435nm的蓝色发光.通过分析器件的光谱特性,发现这两个发光峰都是源于SiO₂中加速电子直接碰撞激发有机层引起的固态阴极射线发光.继实现多种有机聚合物材料和有机小分子材料八羟基喹啉铝(Alq₃)的固体阴极射线发光之后,又证实了有机 关键词： 夹层结构器件 有机磷光材料 固态阴极射线发光     

Vibration spectroscopic study of the interaction of tris-(8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) with potassium

The interaction between Alq₃ and potassium was studied by using Raman and infrared spectroscopies. Infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) spectra of Alq₃ films show significant changes after potassium deposition, such as the appearance of new bands and changes in relative intensity. Surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectra obtained using the 413.1 nm line of a Kr⁺ laser reveal similar changes. Changes are even more obvious when the 530.9 nm line was used for excitation. Changes in the SERS for excitation with the 413.1 nm line are less obvious due to a strong photoluminescence. The vibrational pattern of potassium-doped Alq₃ cannot be explained by the formation of radical anion by simple charge transfer, indicating the excess electron is not delocalized over the molecule. The observed spectral change suggests that the potassium atom interacts with both nitrogen and oxygen atoms of Alq₃ molecule.     

Delayed fluorescence and phosphorescence of tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq3) and their temperature dependence

This paper reports on delayed luminescence measurements of tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq₃) after optical excitation; these identify two bands in the emission spectrum: delayed fluorescence and phosphorescence. This is shown for different crystalline phases and for evaporated films. The assignment of the low-energy band to the phosphorescence is confirmed by lifetime measurements, and triplet energies of the meridional isomer in the -phase and the facial isomer in the δ-phase are determined from the well-resolved vibronic progressions of the phosphorescence as 2.11±0.1 and 2.16±0.1 eV, respectively. Lifetimes of the delayed fluorescence and the phosphorescence are determined for a temperature range from 6 to 150 K, and we measured the temperature dependence of the delayed photoluminescence spectra.     

复合阴极缓冲层Alq_3∶CsF对CuPc/C_(60)电池性能的影响

通过Alq_3∶CsF复合阴极缓冲层来优化CuPc/C_(60)有机小分子太阳能电池的性能。当Alq_3∶CsF厚度为5nm,CsF的掺杂比例为4%时,加入复合阴极缓冲层器件较Alq_3阴极缓冲层器件的能量转化效率提高了49%,到达0.76%,并且在室温、大气的条件下,器件的稳定性也得到了保持,与未加阴极缓冲层的器件相比,半衰期提高了6倍,达到9.8h。通过紫外-可见吸收、外量子效率和单载流子传输器件等研究了器件效率改善的主要原因是掺入CsF后,调节界面能级,改善了Alq_3的电子传输特性,提高了器件的短路电流和填充因子。比较分析复合阴极缓冲层器件于空气中放置不同的时间的电流电压曲线,表明Alq_3∶CsF可以保持Alq_3的良好稳定性,可以很好地阻挡氧气与水分的扩散,提高器件的寿命。     

Controllable synthesis of rice-shape Alq3 nanoparticles with single crystal structure

We report the controllable growth of rice-shape nanoparticles of Alq₃ by an extremely facile self-assembly approach. Possible mechanisms have been proposed to interpret the formation and controlled process of the single crystal nanoparticles. The field-emission performances (turn-on field 7 V μm⁻¹, maximum current density 2.9 mA cm⁻²) indicate the potential application on miniaturized nano-optoelectronics devices of Alq₃-based. This facile method can potentially be used for the controlled synthesis of other functional complexes and organic nanostructures.     

Theoretical Studies on the Ground State and Excited State of 2,70-(Ethylene)-bis-8-hydroxyquinoline

采用DFT/B3LYP和HF方法优化了2,70-(乙烯基)-二-8-羟基喹啉的构型,计算了该化合物的电子亲合势、电离势,利用ZINDO半经验方法和含时密度泛函方法(TD-DFT)计算了吸收光谱的数值,用CIS方法优化了第一激发单态并在此基础上计算了发射光谱,当考虑溶剂化效应后,实验光谱与计算光谱符合得相当好. 通过分析能量与光谱数值,该化合物的电子传输能力强于8-羟基喹啉,吸收光谱和发射光谱发生红移. 通过分子内重组能的计算,三-2,70-(乙烯基)-二-8-羟基喹啉铝（Albiq3）的电子传输性能比三-8-羟基喹啉铝的差,比较两配合物的发射光谱,Albiq3的最大发射波长红移.     

A novel method for preparation of 8-hydroxyquinoline functionalized mesoporous silica: Aluminum complexes and photoluminescence studies

8-Hydroxyquinoline (8-HQ) was attached to mesoporous silica by sulfonamide bond formation between 8-hydroxyquinoline-5-sulfonyl chloride (8-HQ-SO₂Cl) and aminopropyl functionalized SBA-15 (designated as SBA-SPS-Q) and then aluminum complexes of 8-HQ was covalently bonded to SBA-SPS-Q using coordinating ability of grafted 8-HQ.The prepared materials were characterized by powder X-ray diffraction (XRD), nitrogen adsorption-desorption, Fourier transform infrared (FT-IR), thermal analysis (TGA-DTA), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), elemental analysis and fluorescence spectra. The environmental effects on the emission spectra of grafted 8-HQ and its complexes were studied and discussed in details.     

室温下磁场对基于Alq3的有机电致发光器件的影响

制备了ITO/NPB/LiF/Alq₃/LiF/Al的器件,测量了该组器件效率和亮度的磁效应.结果表明,在50 mT磁场中,当LiF缓冲层厚度为0.8 nm时,器件的效率最大增加了12.4%,磁致亮度最大变化率17%.同时,制备的磷光器件ITO/NPB/LiF/CBP:6 wt% Ir(ppy)₃/BCP/Alq₃/ LiF/Al,在50mT磁场作用下,当LiF缓冲层的厚度为0.8 nm时,器件的效率最大增加12.1%.在Alq_{3 关键词： 有机发光 磁场 效率 磁致亮度}     

方波驱动法测定Alq3的电子迁移率

在非正弦波(方波)的驱动下,观察到了OLED中Alq₃的电致发光现象。在高段方波驱动下,Alq₃中的电子向阳极移动;在低段方波驱动下,Alq₃中的电子向阴极移动。当方波的周期是电子穿过Alq₃中所用时间的2倍时,Alq₃中的电致发光现象完全消失。由此,可以计算出Alq₃中的电子迁移率,得到的结果和文献的报道值相吻合。对Alq₃中电子迁移率和厚度的关系进行了研究,从而提出了一种简单易行的计算有机材料的电子迁移率的方法。     

Morphology Control of the Electrode for Solid Oxide Fuel Cells by Using Nanoparticles

LSM(La(Sr)MnO₃)/YSZ(Y₂O₃ stabilized ZrO₂) composite cathode for Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) was fabricated by using the composite particle consisting of well-dispersed nano-size grains of LSM and YSZ. The composite cathode had a porous structure as well as uniformly dispersed fine LSM and YSZ grains. Such unique morphology of the composite cathode led high electrochemical activity at 800°C. It suggests that the intermediate temperature (less than 800°C) operation of SOFCs will be achieved by using composite particles.