一种有机量子阱结构的光致发光特性

利用高真空有机分子束沉积系统，将两种有机材料，叔丁基联苯基呃二唑（PBD）和8－羟基喹啉铝（Alq),以交替沉积的方式形成一种周期性多异质结结构。从这种结构的能带图上看，类似于无机半导体中的I型量子阱结构，我们称之为有机量子阱结构。这种结构的光致发光（PL）谱线和Alq薄膜的PL谱线相比，峰值向高能量方向偏移了20nm，峰值半高宽窄化了25nm,并对其结果进行了分析     

有机多层量子阱结构的光致发光特性的研究

采用多源高真空有机分子束沉积系统(OMBDs),将两种有机小分子材料PBD和Alq₃以交替生长的方式,制备了不同厚度的PBD/Alq₃有机多层量子阱结构(OMQWs), 并利用电化学循环伏安法和光吸收分别测定了PBD和Alq₃的最低空分子轨道(LUMO)和最高占据分子轨道(HOMO)。该结构类似于无机半导体中的Ⅰ型量子阱结构,PBD层作为势垒层,Alq3层作为势阱层和发光层,并进行了小角X射线衍射(XRD)的测量。利用荧光光谱研究了OMQWs光致发光(PL)特性,得到随着阱层厚度的降低,光致发光的峰位将蓝移;同时随垒层厚度的减小,PBD的发光峰逐渐消失。利用量子阱结构可以使PBD的能量有效的传递给Alq₃,从而增强Alq₃的发光。     

有机多层阱结构中光谱蓝移的研究

为了研究有机多层阱结构中光谱蓝移的原因,制备了以N,N′-Di-[(1-naphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) 为垒层和以Tris-(8-quinolinolato)aluminum(Alq3) 为阱层的有机多层阱结构器件.利用光致发光的方法,对具有不同周期及不同阱层厚度的有机多层阱结构器件进行研究.分析认为有机多层阱结构中的光谱蓝移是由于光谱重叠造成的,而并非量子尺寸效应或激子限制效应.     

有机多层阱结构中光谱蓝移的研究

为了研究有机多层阱结构中光谱蓝移的原因,制备了以N,N′-Di-[(1-naphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) 为垒层和以Tris-(8-quinolinolato)aluminum(Alq3) 为阱层的有机多层阱结构器件.利用光致发光的方法,对具有不同周期及不同阱层厚度的有机多层阱结构器件进行研究.分析认为有机多层阱结构中的光谱蓝移是由于光谱重叠造成的,而并非量子尺寸效应或激子限制效应.     

引入阱结构改善有机发光器件的效率

利用阱结构作为发光层,阱由8-羟基喹啉铝和 4,4′-N,N′–dicarbazole-biphenyl交替蒸发长成,改善了器件的效率,这归因于增加空穴和电子在薄发光层的堆积,形成的激子有效地被限制在薄的发光层中发光.器件的最大电流效率在外加电压8V时达到4.1cd/A,与一般异质结器件相比效率提高了2倍多.这说明在适当阱数时用简单办法可提高器件的效率.     

有机量子阱电致发光器件

制备了普通的有机量子阱结构,并对结构进行了表征.在此基础上,制备了量子阱结构的白光电致发光器件.在分析了制作工艺对有机量子阱结构特性可能产生的影响之后,为了减少垒、阱界面互扩散效应的影响,提出了有机掺杂量子阱的概念,即垒与阱的母体是相同材料,只是在生长垒层的过程中同时掺入少量发光剂.由于掺杂剂的浓度梯度只有百分之零点几,因此,界面互扩散的影响很小,实际上我们用这种办法制备的有机量子阱器件的亮度、效率均有明显提高.在研究了阱数对器件特性的影响之后,我们发现一般情况下,两个阱是最好的.进一步研究了阱母体材料对有机量子阱器件特性的影响,结果发现,用NPB作母体比Alq作母体更好,这时器件的效率(cd/A)在45～13V工作电压范围内变化不大.     

CBP/Alq3有机量子阱结构的光致发光

采用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备了CBP/Alq₃有机多量子阱结构,利用电化学循环伏安特性和吸收光谱、小角X射线衍射、荧光光谱研究了量子阱的能带、结构和光致发光的特性。电化学循环伏安特性和吸收光谱的测量结果表明,CBP的最低占据分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)的位置分别为-2.74,-6.00eV,Alq₃的LUMO与HOMO的位置分别为-3.10,-5.80eV,所以CBP/Alq₃有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构。小角X衍射测量显示,在小角的位置(2θ的范围在0°～3°)观察到了对应于量子阱结构的多级布拉格衍射峰,表明多层量子阱结构是有序的层状结构,界面比较完整,界面质量比较好。荧光光谱的研究结果表明,Ⅰ型量子阱结构可以有效地把能量从垒层传递给阱层,从而增强了阱层材料的发光。阱层的厚度对发光峰的位置影响很大,随阱层厚度减小,阱层材料的发光峰出现蓝移现象。并对引起发光峰蓝移的原因进行了讨论。     

新型高色纯度弱电流猝灭性蓝色有机发光器件

以ADN为基质,分别以不同掺杂剂制备了四种蓝色有机发光器件,器件结构为:CuPc(12 nm)/NPB(40 nm)/AND∶Dopant(50 nm)/Alq(12 nm)/LiF(4 nm)/Al。掺杂剂有:BCzVB(amino-substituted distyrylarylenederivatives)、TBPe、BCzVBi和DSA-ph四种。研究了最佳掺杂浓度以及器件的亮度、电流密度、效率和色坐标等电学特性和光学特性。其中掺杂BCzVB制备了色纯度高、低电流猝灭性的蓝色有机发光器件,色坐标达到x=0.146,y=0.162,最大亮度为11600 cd/m2(15 V),电流效率为2.8 cd/A,流明效率为1.79 lm/W;以ADN为基质,分别以TBPe、BCzVBi和DSA-ph为掺杂剂,制备了另外三种对比器件。器件ADN∶TBPe色坐标为x=0.162,y=0.222(蓝绿光),效率随电流的增加而降低很快;器件ADN∶BczVBi有较好的色纯度(色坐标:x=0.164,y=0.146),但电流效率较低:2.03 cd/A,效率随电流的增加降低幅度也较快。器件ADN∶DSA-ph效率较高为8 cd/A,效率随电流增加变化幅度不大,但色纯度比较差(x=0.153,y=0.306),适合于做白色有机发光器件。     

NPB/Alq3有机量子阱光电特性研究

利用热蒸发的方法制备了有机量子阱发光器件和Alq3单层发光器件,其中NPB(N,N′-Di-[(lnaphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine)作垒层,Alq3(Tris-(8-quinolinolato) aluminum)作阱层,量子阱结构类似于无机半导体的Ⅱ型量子阱结构.实验发现有机量子阱发光器件结构中存在垒层向阱层的F(o)rster无辐射共振能量转移,具有良好的电流-电压特性,光谱的窄化及蓝移,并且光谱的蓝移程度随电压的增大而逐渐增强.     

基于有机异质结的有机-无机复合单量子阱发光性质的研究

制备了包含有机异质结的有机-无机复合单量子阱器件ITO＼SiO₂(60 nm)＼MEH-PPV(40 nm)＼Alq₃(40 nm)＼SiO₂(60 nm)＼Al。通过对这种新结构器件光致发光和电致发光的研究,发现介电限域效应和量子尺寸效应对它的发光和电学性质有明显的影响。在交流电驱动下,OISQWOH(organic-inorganic quantum well with organic heterojunction)有三个发光峰：410,510和590 nm。其中410 nm的发光与MEH-PPV的扩展态相关,510和590 nm的发光分别来源于Alq₃和MEH-PPV的激子发光。     

基于量子阱结构的混合型白光有机发光器件

以荧光材料BePP2结合量子阱作为蓝光发射层,磷光材料GIrl和R-4B掺入到混合双极性主体材料CBP∶Bphen中分别作为绿、红发光层并且在红绿发光层中引入间隔层TPBI,组合得到发白光的混合型有机发光器件。其中量子阱是以BePP2作为势阱、TCTA为势垒。结果表明:当势垒层数为2时,器件的最大发光亮度和电流效率分别为21 682.5 cd/m2和23.73 cd/A;当电压从7 V增加到14 V时,色坐标从(0.345,0.350)变化到(0.340,0.342)。与无量子阱结构的参考器件相比,势垒层数为2的器件的最大功率效率为8.07 lm/W,色坐标变化相对最小为±(0.005,0.008),还有一个高的显色指数83。     

基于量子阱结构的高效磷光有机电致发光器件

采用多重量子阱结构制作了高效红色磷光有机电致发光器件。以4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl (CBP)掺杂bis(1-phenyl-isoquinoline)(Acetylacetonato) iridium(Ⅲ) (Ir(piq)₂(acac))为发光层,4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,10-biphenyl(Bphen)为电荷控制层,形成了Ⅱ型双量子阱结构,器件的最大亮度为15 000 cd/m²,最大电流效率为7.4 cd/A,相对于参考器件提高了21%。研究结果表明:以Bphen为电荷控制层形成的Ⅱ型多重量子阱结构能有效地将载流子和激子限制在势阱中,并且使空穴和电子的注入更加平衡,从而提高了载流子复合的几率和器件的效率。     

GaAlAs／GaAs量子阱结构的实验研究

利用分子束外延生长法生长出了ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ梯度折射率分别限制单量子阱结构材料，对样品进行了光荧光谱、双晶Ｘ射线衍射和电化学电容－电压分布测量。实验结果表明，样品质量达到了设计要求，利用该材料制作的激光二极管获得了初步结果。     

基于渐变折射率光量子阱的密集波分复用研究

提出了利用渐变折射率光量子阱设计密集波分复用器件的构想,用时域有限差分法验证了该构想的可行性,分析了这种器件工作的物理机理.计算表明,折射率分布曲线不同的光子阱能局域不同的量子态,应用不同局域态的光量子阱对光波进行合成和分离,能够有效减小信道间隔,实现密集波分复用功能,使有限的频带能容纳更多的信道,提高频谱利用率.该器件信道中心波长精确稳定,信道隔离度较大,插入损耗小而均匀,信道间信号串扰小.     

A Polaron in a Quantum Dot Quantum Well

The polaron effect in a quantum dot quantum well (QDQW)system is investigated by using the perturbation method. Both the bound electron states outside and inside the shell well are taken into account . Numerical calculation on the CdS/HgS QDQW shows that the phonon correction to the electron ground state energy is quite significant and cannot be neglected.