镱铝共掺石英玻璃的制备及其发光特性的研究

提出了一种新的溶液掺杂与非化学气相沉积(non-chemical vapor deposition, NCVD)熔融相结合的方法制备稀土掺杂石英基玻璃,并采用该方法制备出组分为98SiO₂-0.5Yb₂O₃-1.5Al₂O₃wt%、折射率n_D =1.519和密度 ρ=2.62 g/cm³的镱铝共掺石英玻璃.经实验测试表明:它的 关键词： 镱铝共掺石英玻璃 溶液掺杂 发光特性 光子晶体光纤     

钕离子掺杂和钕铝共掺高硅氧玻璃的光谱性质研究

基于多孔玻璃烧结的方法制备了钕离子掺杂和钕铝共掺高硅氧玻璃，测量了掺钕高硅氧玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命. 利用Judd-Ofelt理论计算得到了钕离子在高硅氧玻璃中的强度参数，计算并对比了掺钕高硅氧玻璃和钕铝共掺高硅氧玻璃的理论荧光寿命、受激发射截面和发光量子效率.讨论了钕铝共掺高硅氧玻璃中铝离子的掺入对玻璃发光性质的影响. 通过与其他掺钕氧化物玻璃和一些商用硅酸盐玻璃的主要光谱性质的比较，掺钕高硅氧玻璃显示了较好的光谱性质，有可能成为一种应用于高能和高频激光领域的新型激光材料. 关键词： 掺钕高硅氧玻璃 钕铝共掺 光谱性质 Judd-Ofelt理论     

八羟基喹啉铝取代钙作为电子传输层对聚合物太阳电池光稳定性的影响

通过选择高效窄带隙聚合物给体材料PTB7与电子受体材料PC71BM作为聚合物太阳电池的活性层,采用Glass/ITO/poly(ethylenedioxythiophene)∶polystyrene sulphonate(PEDOT∶PSS)/PTB7∶PC71BM/electron extraction layer(EEL)/Al的器件结构研究了不同EEL对器件性能及光稳定性的影响。通过采用小分子有机材料Alq3与低功函数碱金属Ca作为EEL,发现由于Ca的活泼金属特性及不稳定性,以Ca作为EEL的聚合物太阳电池的初始效率在3d之后就下降了60%;而以Alq3作为EEL的器件在空气中放置一个月之后其初始效率仅下降30%。此外,以Alq3作为EEL的器件光伏效率完全比得上传统器件中以Ca作为EEL的光伏器件。研究结果表明,Alq3是一种潜在的长寿命聚合物太阳电池的EEL材料。     

ZnS掺Ag与Zn空位缺陷的电子结构和光学性质

本文基于第一性原理平面波赝势(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法,对ZnS闪锌矿结构本体、掺入p型杂质Ag和Zn空位超晶胞进行结构优化处理. 计算了三种体系下ZnS材料的电子结构和光学性质,并从理论上给出了p型ZnS难以形成的原因. 详细分析了其平衡晶格常数、能带结构、电子态密度分布和光学性质.结果表明:在Ag掺杂与Zn空位ZnS体系中,由于缺陷能级的引入,禁带宽度有所减小,在可见光区电子跃迁明显增强. 关键词： 硫化锌 缺陷 电子结构 光学性质     

基于粉末烧结技术制备镱铝共掺大模场光子晶体光纤

采用粉末烧结技术制备出高浓度镱铝共掺石英棒,Yb3+掺杂浓度为12 000 ppm(wt).利用此掺镱石英棒作为纤芯,拉制出镱铝共掺大模场光子晶体光纤,光纤模场面积为550μm2,模场直径26 μm.实验结果表明:光纤在近红外波段(850～1 033 nm)出现一个宽的吸收带,主吸收峰波长位于976 nm,在此波长处吸收损耗高于10 dB/m;采用波长为971 nm的激光泵浦光纤,在1 050～1 125 nm波长范围内产生高斯型的荧光峰,峰值波长位于1 088 nm处,荧光半宽高45 am.     

Ti和Al共掺杂ZnS的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论的第一性原理研究Ti和Al单掺杂和(Ti,Al)共掺杂ZnS的能带结构、电子态密度分布、介电函数、光学吸收系数,分析了掺杂后电子结构与光学性质的变化.计算结果表明:掺杂后禁带中引入了新的杂质能级,费米能级进入导带.掺杂改变了ZnS晶体的导电特性,使它表现出金属特性,导电性能增强;与纯净ZnS相比,Ti单掺杂和(Ti,Al)共掺杂ZnS的吸收边均出现明显的红移,且在1.79eV左右出现了一个新峰;而Al单掺杂ZnS的吸收边则发生明显的蓝移,且不产生新的吸收峰.     

Si中掺Er的原子构型与电子特性

采用定域密度泛函-离散变分方法(LDF-DVM)计算了Si中掺Er的原子构型与电子特性，并计算了O共掺杂对Si中掺Er体系的原子构型与电子特性的影响.结果表明，在没有O共掺杂时，Er处于四面体间隙位置时能量最低，此时Er的5d轨道在Si的导带中引入浅的共振态.处于替代位置的Er形成能略高，Er的5d轨道在Si的导带顶附近引入了受主态.当有O存在时，体系的形成能降低，能量最低的构型是Er处于六角形间隙位置，周围有6个O，此时Er的5d轨道在Si的导带下约为0.3eV处引入杂质态.从而解释了Si中掺Er体系在 关键词：     

双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池的界面特性优化

硫硒化锑薄膜太阳电池因其制备方法简单、原材料丰富无毒、光电性质稳定等优点,成为了光伏领域的研究热点.经过近几年的发展,硫硒化锑太阳电池的光电转换效率已经突破10%,极具发展潜力.本文针对硫硒化锑太阳电池中n/i界面引起的载流子复合进行了深入研究.发现硫硒化锑太阳电池的界面特性会受到界面电子迁移能力和能带结构两方面的影响.界面电子迁移率的提高能使电子更有效地传输至电子传输层,实现器件短路电流密度和填充因子的有效提升.在此基础上,引入ZnO/Zn_1-xMg_xO双电子传输层结构能够进一步优化硫硒化锑太阳电池性能.其中,Zn_1-xMg_xO能级位置的改变可以同时调节界面和吸光层的能级分布,在Zn_1-xMg_xO导带能级为-4.2 eV,对应Mg含量为20%时,抑制载流子复合的效果最为明显,硫硒化锑太阳电池也获得了最佳的器件性能.在去除缺陷态的理想情况下,双电子传输层结构硫硒化锑太阳电池在600 nm厚时获得了20.77%的理论光电转换效率,该研究结果为硫硒化锑太阳电池...     

石英基掺Yb3+光纤中Al3+共掺特性的研究

基于实验测试结果分析了用于大功率光纤激光器的石英基包层抽运掺Yb3+光纤中Al3+共掺的特性.揭示出在高掺Yb3+的石英基光纤中,共掺Al3+的摩尔浓度为Yb3+摩尔浓度的9-11倍时既可以减小Yb3+的浓度猝灭概率,又可以获得高吸收系数,同时还可更好地满足数值孔径的要求的结论.在此基础上利用MCVD设备并结合湿法掺杂工艺制作出多根石英基掺Yb3+光纤预制棒,对拉丝后光纤的相关参数测试表明,通过精确控制疏松层的沉积温度,掺Yb3+光纤在976 nm波长的吸收系数可高达620 dB/m,且重复性好.这一结论为共掺Al3+的掺Yb3+光纤制作提供了良好的借鉴作用.     

基于新型连接层的有机叠层电致发光器件

制备了一种基于新的电荷生成层m-MTDATA∶MoO3的叠层有机电致发光器件。叠层器件与单发光层器件相比,发光亮度和电流效率均有成倍的提高。叠层器件的最大电流效率达到了30.06 cd/A,最大亮度为83 210 cd/m2,分别约为普通器件的2倍。除此之外,叠层器件在整个电流密度范围内的电流效率都很稳定。结果表明:m-MTDATA∶MoO3可以作为高效率的叠层有机电致发光器件的电荷生成层。     

氟化钇电子注入层对OLED器件性能的影响

利用氟化钇(YF3)代替Li F作为电子注入层材料,以金属铝作为阴极,制备了有机电致发光器件(OLED)。实验结果表明:适当厚度的YF3电子注入缓冲层可以增强阴极的电子注入能力,使得电子和空穴的浓度更加平衡,有效地提高器件的电致发光性能。其中,1.2 nm厚YF3的器件具有最小的起亮电压2.6 V,最高的电流效率8.52 cd·A-1,最大的亮度36 530 cd·m-2。最大亮度和电流效率与Li F参考样品相比,分别提高了39%和53%。     

双电子传输层对有机发光二极管效率及其衰减的改善

采用Bphen和BCP制成双电子传输层(Doubleelectrontransportlayers, DETLs)的有机发光二极管器件, 与Bphen单独作ETL的器件相比, DETLs器件具有较小的空穴漏电流, 效率提升10%。与BCP独自作ETL的器件相比, 更多的电子注入使DETLs器件的效率在50~600mA/cm²的电流范围内没有衰减。BCP作ETL的器件的效率从50mA/cm²时的2.5cd/A衰减至300mA/cm²的2.1cd/A, 衰减了16%。Cs₂CO₃:BCP独自作ETL的器件效率在50~300mA/cm²的电流范围内衰减了30%, 而Bphen/Cs₂CO₃:BCP作DETLs的器件效率在50~600mA/cm²的电流范围内衰减幅度为0, 原因是Bphen阻挡了Cs原子扩散至发光层。     

采用Li3N n型掺杂层作为电子注入层的OLED器件研究

 相对于传统的无机半导体材料,有机半导体材料特别是有机电子传输材料的载流子浓度和迁移率较低,从而影响了有机发光器件的亮度、效率等性能.为了提高有机发光器件器件性能必须增强电子注入和传输能力,对有机电子传输材料进行n型电学掺杂能够有效地提高电子的注入和传输能力.本文利用Li3N作为n型掺杂剂,以掺杂层Alq3∶Li3N作为电子注入层,有效地提高了有机发光器件器件的性能,在掺杂浓度为5%,掺杂层厚度为10 nm时器件性能表现为最优.Li3N在空气中稳定,并且在较低的温度和压强下能分解产生Li原子和氮气,避免了采用金属掺杂剂如Li、Cs等材料时易受空气中水分和氧气影响的缺点,有利于工艺处理.     

基于一种新型杂化阳极修饰层的高效有机电致发光器件

设计了基于Bphen∶LiF、Al和MoO₃的杂化电荷注入层,并将其应用于有机电致发光器件中。实验研究表明,这种杂化层作为阳极修饰层是非常有效的,它可以增加器件中载流子注入的平衡性,提高器件的性能。相对参考器件,基于杂化阳极修饰层的电致发光器件的最大电流效率和最大功率效率均提高1.3倍左右。我们对器件性能及其提高的机理进行了分析。     

锂喹啉配合物作为电子注入层对有机电致发光器件性能的影响

利用锂喹啉配合物(8-hydroxy-quinolinato lithium,Liq)作电子注入层,制备了结构为氧化铟锡／锂喹啉配合物铝{ITO(indium tin oxidc) TPD(N,N′-di-phenyl-N,N′-bis(3-mmethylphenyl)-l.l′biphenyl-4,4′diamine)/Alq3[tris-8-hydroxy-quinolinato)aluminum] Liq AI的电致发光器件。通过改变电子注入层Liq的厚度,考查了Liq厚度对器件电致发光效率及电流密度-电压关系的影响。实验表明Liq厚度大约为0．5nm左右时器件的性能最佳、电致发光效率约为没有Liq器件效率的5倍,而定电流下的工作电压最低,其原因可归于Liq在金属铝电极与有机层Alqs之间产生偶极层,使铝与有机层间的界面接近欧姆接触,从而使电子注入效率大幅提高;随着Liq厚度的增加,器件的电致发光效率降低,而定电流下的工作电压升高,与同类型以LiF作注入层的器件相比,这种器件性能受厚度影响而变化的趋势是类似的,但以Liq作注入层的器件具有较低的厚度敏感性,这是由于LiF为绝缘体,而Liq为半导体的缘故。Liq作注入层器件的这种对注入层厚度的不敏感性对批量生产中所用的大尺寸基底来说是非常有利的。     

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。     

High-efficiency Simple Structure White Organic Light-emitting Devices Based on Rubrene Ultrathin Layer

White organic light-emitting devices (WOLEDs) were fabricated with an ultrathin layer of rubrene inserted between NPB and TPBI. With a simple three-layer structure of ITO/NPB(50 nm)/rubrene(0.1 nm)/TPBI(50 nm)/LiF/Al, a white light with CIE coordinates of (0.31, 0.30) were generated. The device gave a maximum luminance efficiency of 2.04 lm/W at 5 V. Furthermore, with a multilayer structure of ITO/m-MTDATA(30 nm)/NPB(20 nm)/rubrene(0.1 nm)/TPBI(40 nm)/Alq₃(10 nm)/LiF/Al, the device reached a maximum luminance efficiency of 4.29 lm/W at 4 V and the luminance could exceed 10 000 cd/m² at 10 V.     

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。     

ZnS作为空穴缓冲层的新型有机发光二极管

采用磁控溅射方法在ITO表面沉积了不同厚度的ZnS超薄膜作为有机发光二极管(OLEDs)的缓冲层,使典型结构(ITO/TPD/Alq3/Al)的OLEDs的发光性能得到改善。ZnS缓冲层厚度对器件性能影响的实验结果表明,当ZnS缓冲层厚度为5nm时,器件电流密度提高了近2倍,亮度提高了2倍;当ZnS缓冲层厚度为10nm时,器件发光的电流效率提高18%,器件的性能得到改善。宽禁带的ZnS缓冲层对空穴从阳极到有机功能层的注入有阻碍作用,促进器件载流子平衡,提高了器件发光效率,改善了器件性能。