一种具有稳定发射光谱的高效率白色有机电致发光器件

报道一种具有稳定发射光谱的新型白色有机电致发光器件. 选择DCJTB 作为红光染料将其掺入空穴传输材料NPB 中作为空穴传输层和第一发光层, 提供蓝光和红光; 选择AlQ 作为电子注入敏化剂, 将其掺入NPB 中作为第二发光层, 提供蓝光和绿光. DCJTB和AlQ 的掺杂浓度分别被优化为0.4%和1.4%, 第二发光层的厚度被优化为3 nm. 最终,得到了纯白色发射的有机电致发光器件; 该器件启亮电压仅3.1 V, 最大亮度高达32749 cd/m², 器件的最大电流效率为8.67 cd/A, 器件的最大功率效率为8.78 lm/W. 而且, 空穴型主体材料的选择导致该器件的色稳定性非常理想. 随着电流密度的提高, 该器件的色坐标始终稳定在(0.343, 0.342)到(0.328, 0.336)的范围内.     

含咔唑、噁二唑及8-羟基喹啉的金属络合物型发光材料

为了得到发光性能优良的有机薄膜发光器件,在有机发光材料化合物的分子结构及器件构筑方面,一个重要的途径是在发光化合物的分子设计或器件的组合中,要既具有空穴传输功能团,又具有电子注入功能团,并使两者的传输效率应尽量达到一个恰当的平衡[1].为此,我们设计并合成了分子中含有发光强度高、稳定性好、载流子传输效率高8-羟基喹啉铝金属配合物型发光单元,并分别与空穴传输功基咔唑环及电子注入基噁二唑环相联的两种化合物[2],对它们的光发射性能进行了初步研究.由它们构成多层结构的发光器件,是下一步的研究工作,合成路线如下:     

新型均二苯乙烯化合物的合成及其荧光特性

有机共轭化合物作为光电发光材料,已经呈现出诱人的应用前景[1-3]。而设计合成红、绿和蓝三色发光性稳定且有效的有机共轭发光材料是制造彩色有机发光器件(OLED)的基本条件。类似均二苯乙烯型的发射蓝光的有机共轭化合物通常都具有较大的禁带宽度,空穴和电子两种载流子双极平衡注入效率低,发光强度和发光效率不尽人意。因此,近年来各国学者都积极在改进均二苯乙烯类发光材料性能方面进行了系列研究,许多研究结果表明三苯胺基和噁二唑环分别是此类发光材料的良好的空穴传输基团和电子传输基团[4-7],所以有理由相信:同时将三苯胺基和1,3,4-…     

含空穴传输和电子注入基的发光化合物的制备

对电致发光材料及器件(ELDs)发光性能的优化,一个重要的途径是在材料的组合中,要既具有空穴传输功能团,又具有电子注入功能团,并使两者的传输效率应尽量达到一个恰当的平衡,提高载流子传输中空穴与电子的复合几率,降低驱动电压,提高激子的发生几率,并对发光材料的发光区域进行控制[1].为此,在电致发光材料的分子设计及合成上,常需提供分子中含有空穴传输功能基团和分子中含有电子注入功能基团的有机分子,作为构筑电致发光器件的材料化合物,或将这两种功能团纳入到一个有机分子或高分子中.     

有机金属配合物电子传输材料*

电子传输材料在OLED (Organic Light Emitting Diode) 中起着极为重要的作用,电子迁移率高的传输材料可以使器件的电子与空穴注入大致平衡,从而增加激子形成的概率,减少器件中由于空穴数量过剩而导致空穴通过器件内部传输到阴极而形成的漏电流,提高器件发光亮度和效率。本文概述了有机金属配合物电子传输材料的进展,以金属中心离子来划分有机金属配合物电子传输材料的种类,分别介绍了主族的Al、Be等,副族的Cu、Zn等以及稀土金属为中心离子的电子传输材料;并展望了金属配合物电子传输材料的发展前景。     

氧化石墨烯掺杂PEDOT:PSS作为空穴注入层对有机发光二极管发光性能的影响

研究了氧化石墨烯(GO)掺杂聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸) (PEDOT:PSS)作为空穴注入层对有机发光二极管发光性能的影响. 在PEDOT:PSS水溶液中掺入GO, 经过湿法旋涂和退火成膜后, 不仅提高了空穴注入层的空穴注入能力和导电率, 透光率也得到了相应的提高, 从而使得有机发光二极管(OLED)器件的发光性能得到了提升. 通过优化GO掺杂量发现, 当GO掺杂量为0.8%(质量分数)时, 空穴注入层的透光率达到最大值(96.8%), 此时获得的OLED器件性能最佳, 其最大发光亮度和最大发光效率分别达到17939 cd·m^-2和3.74 cd·A^-1. 与PEDOT:PSS 作为空穴注入层的器件相比, 掺杂GO后器件的最大发光亮度和最大发光效率分别提高了46.6%和67.6%.     

分子型有机空穴传输材料和红色发光材料的设计合成、物化性质及在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光器件具有直流电压驱动、主动发光、体积小、无视角限制、响应快,以及色彩全、制作工艺简单等优点,作为新型显示技术而倍受瞩目.在构建有机电致发光器件的三大材料中 (空穴传输材料、电子传输材料和发光材料),空穴传输材料的玻璃化温度(Tg)以及红色发光材料的色纯度和发光效率亟待改进.本论文通过对分子进行合适的裁剪与修饰,设计合成了具有良好应用前景的空穴传输材料和红色发光材料,研究了化合物的物化性质与分子结构的关系以及它们在器件上的应用.     

苯并噻唑衍生物用作EL器件中发光材料的研究

在多层结构的有机电致发光器件(EL)研制中,一个最富吸引力的提高器件发光效率的方法是通过选择具有高荧光量子产率的发光染料为掺杂剂,加入到作为主体的电子或空穴传输层内,经电子与空穴在主体化合物层内的复合形成激子,经能量转移,激发染料分子,发射染料荧光.     

基于多芳基取代吡啶衍生物的有机光电材料的设计、合成及性能研究

电子传输材料在有机电致发光器件中起着举足轻重的作用,然而相对于高效的发光材料和空穴传输材料的研究,高性能的电子传输材料报道较少.针对电子传输材料研究中存在的问题,本论文选定了具有较高电子迁移率的芳基吡啶衍生物作为主体结构,设计并合成了一系列具有空穴阻挡能力的电子传输材料和新型的具有电子传输性能的绿光发光材料,并开展了OLED器件研究.具体创新性结果如下.     

电致发光材料的分子设计研究

建立了一套用量子化学理论,对电发光过程的每一步:包括空穴和电子注入,空穴和电子传输,空穴和电子复合形成激子、发光,进行表征、计算、研究的方法.用这套方法,对有机共轭化合物、金属有机配合物、高聚物和低聚物进行了计算研究,通过分子设计,改变分子结构,实现对发光波长及载流子注入与传输速率的调控,为得到各方面品质优良的OLED材料提供了理论上的支持.     

有机自旋光电子学的基本过程

有机自旋光电子学的研究方向分为磁场效应和自旋注入两个方面.研究表明,外加低磁场能够显著改变非磁性有机半导体材料的光致发光、注入电流、电致发光和光电流.这称为有机半导体材料的磁场效应.近年来,非磁性有机半导体材料的磁场效应引起了广泛的关注和研究兴趣.首先,有机半导体材料的磁场效应是强有力的实验手段,用以研究有机电学、光学和光电器件中电荷传输和激发态中的有用和无用过程,为解决电荷传输和激发态过程中的瓶颈问题提供有效的实验手段,为实现磁-光-电多功能集成提供科学原理,尤其是磁场效应能够为提高能量转换效率、探测和传感光电子学器件的响应频谱范围和灵敏度提供新思路.同时利用磁电极,有机半导体材料和器件中自旋注入及其对电荷传输和激发态过程的调控可以用于发展新型功能化的自旋光电子学器件.本文综述并讨论了有机半导体材料和器件中的磁场效应和自旋注入的光电子学效应.     

二维半导体材料与器件——从传统二维光电材料到石墨炔

近年来,二维半导体材料由于其独特的材料结构和电子输运特性得到了科学界的广泛关注,被应用于光电器件、催化和生物传感器等领域。本文系统概述了传统二维材料以及新兴二维材料石墨炔的发现和发展历程。重点聚焦在二维材料在光探测器领域中的应用,探讨了不同二维材料体系及器件结构对光探测器性能的影响;并详细介绍了新兴二维材料——石墨炔,及其合成和应用。展望了传统二维材料及石墨炔在光电转换器件应用中所面临的机遇和挑战。     

二维半导体材料与器件——从传统二维光电材料到石墨炔

近年来,二维半导体材料由于其独特的材料结构和电子输运特性得到了科学界的广泛关注,被应用于光电器件、催化和生物传感器等领域。本文系统概述了传统二维材料以及新兴二维材料石墨炔的发现和发展历程。重点聚焦在二维材料在光探测器领域中的应用,探讨了不同二维材料体系及器件结构对光探测器性能的影响;并详细介绍了新兴二维材料——石墨炔,及其合成和应用。展望了传统二维材料及石墨炔在光电转换器件的应用中所面临的机遇和挑战。     

Review on recent and advanced applications of monoliths and related porous polymer gels in micro-fluidic devices

This review critically summarises recent novel and advanced achievements in the application of monolithic materials and related porous polymer gels in micro-fluidic devices appearing within the literature over the period of the last 5 years (2005-2010). The range of monolithic materials has developed rapidly over the past decade, with a diverse and highly versatile class of materials now available, with each exhibiting distinct porosities, pore sizes, and a wide variety of surface functionalities. A major advantage of these materials is their ease of preparation in micro-fluidic channels by in situ polymerisation, leading to monolithic materials being increasingly utilised for a larger variety of purposes in micro-fluidic platforms. Applications of porous polymer monoliths, silica-based monoliths and related homogeneous porous polymer gels in the preparation of separation columns, ion-permeable membranes, preconcentrators, extractors, electrospray emitters, micro-valves, electrokinetic pumps, micro-reactors and micro-mixers in micro-fluidic devices are discussed herein. Procedures used in the preparation of monolithic materials in micro-channels, as well as some practical aspects of the micro-fluidic chip fabrication are addressed. Recent analytical/bioanalytical and catalytic applications of the final micro-fluidic devices incorporating monolithic materials are also reviewed.     

溶液加工型有机电致发光材料与器件研究进展

有机电致发光器件（OLEDs）在平板显示和固体照明领域有着广阔的应用前景,发展十分迅速,已实现了商业化．而可溶液加工的OLEDs采用喷墨打印、卷对卷印刷等低成本方式进行加工,在实现低成本、大面积显示及照明器件等方面具有巨大的应用潜力,引起了广泛关注．实现高效溶液加工型OLEDs的实用性需要在光电材料设计合成及器件制备方法上进一步深入研究．本文总结了发光材料与器件国家重点实验室可溶液加工型OLEDs材料及器件的研究进展．     

反溶剂法快速合成高效发光二维锡卤钙钛矿材料

铅卤钙钛矿材料由于其优异的光电性质而受到了广泛关注. 但是, 材料中铅的毒性问题极大地阻碍了其大规模应用. 因此, 寻找与铅卤钙钛矿具有相似光电性质的非铅卤化物钙钛矿材料十分重要. 其中, 锡基卤化物钙钛矿被认为是铅基钙钛矿材料最佳的替代材料之一. 本文通过简便的反溶剂方法, 合成了一系列新型二维(RNH₃)₂SnX₄(R为烷基链, X=Br^-, I^-)钙钛矿材料. 研究结果表明, 所合成的材料具有优异的荧光发射性质, 发光量子效率高达98.5%, 比三维ASnX₃[A=Cs⁺, 甲胺(MA⁺), 甲脒(FA⁺)等]型钙钛矿表现出更好的稳定性. 本文所采用的合成方法简单易行, 有利于实现金属卤化物钙钛矿材料的大规模合成及在固态照明器件和显示器件领域的工业应用.     

Bioinspired approaches for medical devices

Advances in medical devices have revolutionized the treatment of human diseases, such as stents in occluded coronary artery, left ventricular assist devices in heart failure, pacemakers in arrhythmias, etc. Despite their significance, the development of devices for reducing and avoiding the thrombosis formation, obtaining excellent mechanical performance, and achieving stable electronic physiology remains challenging and unresolved. Fortunately, nature serves as a good resource of inspirations, and brings us endless bioinspired physicochemical ideas to better the development of novel artificial materials and devices that enable us to potentially overcome the unresolved obstacles. Bioinspired approaches, in particularly, owe much of their current development in biology, chemistry, materials science, medicine and engineering to the design and fabrication of advanced devices. The application of bioinspired devices is a burgeoning area in these fields of research. In this perspective, we would take the cardiovascular device as one example to show how these bioinspired approaches could be used to build novel, advanced biomedical devices with precisely controlled functions. Here, bioinspired approaches are utilized to solve issues like thrombogenic, mechanical and electronic physiology problems in medical devices. Moreover, there is an outlook for future challenges in the development of bioinspired medical devices.     

石墨烯基纤维储能器件的研究进展与展望

随着小型化、可穿戴等特征的智能电子以及物联网传感设备的发展,新型纤维状柔性化、小型化电化学储能器件已成为重要的研究方向。同时,对纤维材料和柔性储能器件的性能提出了更高的要求,如可任意弯折、可拉伸、可折叠、高储能密度等。石墨烯纤维具有独特的结构、优异的导电性、良好机械性能和电化学性质,已证明了是一种极具前景、高性能的新型纤维状柔性储能材料。目前,研究者已开发了多种石墨烯基纤维微观结构的调控策略来进一步改进其性能。本文首先系统总结了石墨烯基纤维的制备方法和其性能提升的策略,然后详细讨论其在柔性化纤维状超级电容器、金属离子电池、热电发电机、太阳能电池和相变材料等储能领域中的最新应用进展。最后,对石墨烯基纤维在能源存储和转换领域中存在的挑战和机会进行了展望。     

双极界面聚合物膜燃料电池研究进展

双极界面聚合物膜燃料电池(BPFCs)作为一类新型的具有酸碱双极界面结构的聚合物膜燃料电池,其新颖的膜电极结构带来了突出的优势以及独特的界面问题。随着关键材料与界面工艺的发展,近年来双极界面聚合物膜燃料电池取得了显著的研究成果。本文将梳理膜电极工艺及结构、关键反应界面、水传输机制以及非铂催化剂应用等方面的研究进展。这些基础理论与关键技术的发展为双极界面聚合物膜燃料电池未来深入研究和开发奠定了良好的基础。