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}     

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。     

ZnS薄膜参数对有机/无机复合发光器件特性的影响

半导体量子点(QDs)具有发光效率高和发光波长可调等特点。采用胶体CdSe QDs作电致发光器件的有源材料,TPD(N,N′-biphenyl-N,N′-bis-(3-methylphenyl)-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine)作空穴传输层,ZnS作电子传输层,研究了有机/无机复合发光器件ITO/TPD/CdSe QDs/ZnS/Ag的电致发光特性。TPD和CdSe QDs薄膜采用旋涂方法、ZnS薄膜采用磁控溅射方法沉积,器件表面平整。CdSe QDs的光致发光和电致发光谱峰位波长均位于～580 nm,属于量子点的带边激子发光。我们与以前的ITO/ZnS/CdSe QDs/ZnS/Ag发光器件结构进行了对比,发现新的器件结构的电致发光谱没有观察到QDs表面态的发光,而且新器件的发光强度是ITO/ZnS/CdSe QDs/ZnS/Ag结构的～10倍。发光效率的提高归因于碰撞激发与载流子注入两种发光机制并存的结果：一方面电子经过ZnS 层加速后,碰撞激发CdSe QDs发光;另一方面,空穴从TPD层注入CdSe QDs 与QDs中激发的电子复合发光。我们进一步研究了ZnS电子加速层厚度对发光特性的影响,选择ZnS薄膜的厚度分别是80,120 和160 nm,发现随着ZnS层厚度增大,器件启亮电压升高,EL强度增大,但是击穿电压降低。EL峰位随着ZnS厚度的减小发生明显蓝移,对上述实验现象进行了机理解释。     

固态阴极射线器件复合加速层的研究

固态阴极射线器件的加速层,是提高固态阴极射线性能的重要部分,它能够加大电子能量,倍增电子数量。其中增加注入电子从而提高过热电子的数量,是提高固态阴极射线器件性能的关键。为此 ,文章尝试将加速层复合,兼顾加速与电子注入性能。首先将SiO₂,ZnS和ZnO分别与有机聚合物MEH-PPV组合,确定较适合的复合加速层的组合：SiO₂/ZnS和 ZnO/SiO₂。然后将这两种复合加速层的性能对比,发现SiO₂/ZnS的性能更优越,因为电子注入性能ZnS和ZnO相当,而电子加速倍增性能ZnS明显优于ZnO,其中 SiO₂为主要的加速层,而ZnS起到降低注入势垒变成阶梯势垒的作用。最后又将复合加速层结构的固态阴极射线器件和传统的SiO₂夹层固态阴极射线器件对比,发现这种复合 加速层结构,尤其在高场下,可提高固态阴极射线的初电子源和过热电子的数目,从而提高其发光效率具有促进作用。     

薄膜电致发光器件电子能量的空间分布

在对ZnS导带结构进行多项式拟合的基础上,利用解析方法,对ZnS型薄膜电致发光器件中的电子输运过程进行了Monte Carlo模拟.研究了夹层结构和分层优化结构薄膜电致发光器件发光层中电子能量的空间分布,得出了两种不同空间分布曲线,即夹层结构中的n形分布和分层优化结构中的U形分布,并分析了导致这种不同分布的原因是由于电子在发光层中输运过程的初始能量不同. 关键词： Monte Carlo模拟 电子能量 空间分布 分层优化结构     

有机无机异质节中稀土配合物电致发光的研究

报道了有机无机异质节中稀土配合物的电致发光,器件结构为：ITO/PVK:Rare Earth Complex/无机材料/Al,其中无机材料可以选用ZnS,ZnSe,ZnO等。在这种结构的器件中,均获得了比较好的稀土离子的特征发射。以无机材料ZnS为例,讨论了异质节中稀土配合物的电致发光及优势。ZnS的电介质系数比PVK的电介质系数大3倍多,将有更大部分的电压降落在PVK层上,使PVK层内的电场强度增大,从而可以提高空穴在PVK层内的迁移速度,提高了空穴注入数目,有利于载流子的平衡。     

新型稀土铕配合物Eu(o-BBA)3(phen)电致发光研究

研究了一种新的稀土配合物邻苯甲酰苯甲酸-1,10-菲咯啉-铕(Eu(o-BBA)3(phen))的电致发光特性.采用不同的电子传输层材料,制备了多种结构的有机电致发光器件及有机无机复合器件.比较了单层电致发光器件A:ITO/PVK:Eu/Al与有机无机复合器件B:ITO/PVK:Eu/ZnS/Al发光性能的不同.分析了采用无机半导体材料ZnS作为电子传输层的优点.研究结果表明采用无机的电子传输层,能有效地避免激基复合物的形成,提高器件的亮度同时保持稀土离子发光的色纯性.     

热压ZnS-ZnSe多晶混合粉末的光致发光和电致发光的研究

热压技术被引用来研究ZnS—ZnSe多晶混合粉末的光致发光和电致发光。用热压方法将粉末压缩成优质致密,便于制造发光器件的基片。制备了一系列的金属半导体结构的器件,这些器件发射从黄橙色到绿兰色的光。绿兰色发光器件的室温量子效率在10~(-5)—10~(-4)光子/电子范围,比用ZnS—     

ZnS中Er3+的正向注入电致发光

已报导的三价稀土离子(RE3+)和二价锰离子发光的电致发光器件,都是激发机理为碰撞激发的高场发光器件[1,2]。我们研究了znS:RE2+的带边激发光谱,由此提出了实现正向注入下三价稀土离子电致发光的发光器件的设想,这种器件的必要条件是在存在三价稀土离子的区域同时注入电子和空穴。在离子注入的ZnS:Er3+发光二极管上观察到了这种发光,实验证明不是碰撞激发,而是正向注入产生的发光。     

ZnS型薄膜电致发光器件中能谷转移过程的蒙特卡罗模拟

计算了ZnS中电子谷间散射的速率.利用蒙特卡罗方法,研究了ZnS型薄膜电致发光器件中电子的能谷转移过程.得出了能谷转移的瞬态过程,电场对谷间分布的影响以及不同能谷中电子动能分布的特点.提出了高能谷的能量存储效应.这些结果可作为研究电致发光过程的基本数据.     

ZnS:Mn交流薄膜电致发光的存贮效应

ZnS:Mn交流薄膜电致发光(ACTEL)中存在固有存贮效应和很长的使用寿命大大大推动了对这种器件的研究。 我们最近进行了ZnS:Mn薄膜存贮器件的场致发光实验,所用的薄膜结构是～5000厚的ZnS:Mn两边分别夹以～2500厚的非晶BaTiO_3绝缘层,再用InSnOx和Al电极完成装置。图1是我们在ZnS:Mn/a—BaTiO_3ACTEL器件上观察到的亮度—电压特性曲线。 我们观察到在这种器件的电致发光中包含两种成分,一种是空间均匀的发光,即本底发光;另一种是来自直经小于～1微米的定域亮区之发光。在存贮器件的正常工作电压范围内光辐射主要来自定域亮区[图2(a)]。当外加方波电压振幅增加时,这     

HgCdTe长波光伏探测器的表面漏电流及1/f噪声研究

在同一Hg_1-xCd_xTe晶片上(x=0217)制备了单层ZnS钝化和双层 （CdTe+ZnS）钝化的两种器件，对器件烘烤前后的暗电流和1/f噪声进行了测试，烘烤 前发现，ZnS钝化的器件在反偏较大时具有较大的表面隧道电流，而这种表面漏电流是ZnS钝 化器件具有较大1/f噪声电流的原因，通过高分辨x射线衍射中的倒易点阵技术（recipr ocal space mapping,RSM）研究了单双层钝化对HgCdTe外延层晶格完整性的影响，发现单层 ZnS钝化的HgCdTe外延层产生了大量缺陷，而这些缺陷正是ZnS钝化器件具有较大表面漏电流 和1/f噪声的原因. 经过高温烘烤后，ZnS钝化的器件暗电流和1/f噪声增加，而双 层钝化器件经过高温烘烤后性能提高. RSM的研究表明，高温烘烤后ZnS钝化的HgCdTe外延层 产生大量缺陷，这些缺陷正是单层钝化器件表面漏电流和1/f噪声电流增加的原因. 关键词： HgCdTe 光伏探测器 钝化 表面漏电流 1/f噪声 倒易点     

ZnS/CdS复合窗口层对CdTe太阳能电池短波光谱响应的影响

采用磁控溅射法制备了ZnS/CdS复合窗口层,并将其应用于CdTe太阳能电池。对所制备薄膜的形貌和结构等进行了研究。测试了具有不同窗口层的CdTe太阳电池的量子效率和光Ⅰ-Ⅴ特性,分析了ZnS薄膜制备条件对CdTe电池器件性能影响;研究了CdS薄膜厚度和ZnS/CdS复合窗口层对短波区透过率以及CdTe太阳电池的光谱响应的影响。着重研究了具有ZnS/CdS复合窗口层的CdTe太阳电池的短波光谱响应。结果表明,CdS窗口层厚度从100 nm减至50 nm后,其对短波区光子透过率平均提高了18.3%,CdTe太阳电池短波区光谱响应平均提高了27.6%。衬底温度250 ℃条件下制备的ZnS晶粒尺寸小于室温下制备的ZnS。具有ZnS/CdS复合窗口层的CdTe电池中,采用衬底温度250 ℃沉积ZnS薄膜来制备窗口层的电池器件,其性能要优于室温下沉积ZnS制备窗口层的电池器件。这说明晶粒尺寸的大小对电子输运有一定影响。在相同厚度CdS的前提下,具有ZnS/CdS复合窗口层的CdTe电池比具有CdS窗口层在短波的光谱响应提高了约2%。这说明ZnS/CdS复合窗口层能够做到减少对短波光子的吸收,从而使更多的光子被CdTe电池的吸收层吸收。     

有机/无机复合结构光电导型器件的光激发机制

制备了PVK/ZnS有机无机复合的光电导型器件 ,器件结构分别为Glass/ITO/PVK/Al;Glass/ITO/ZnS/Al;Glass/ITO/ZnS/PVK/Al。通过研究此复合器件在外加电场作用下的稳态光电导激发谱 ,得到了基本光激发过程。把PVK/ZnS的吸收谱和器件的光电导谱进行比较 ,知道虽然两者的吸收对器件光电流都有贡献 ,但有效部分在PVK和ZnS的界面处。最大光电流对外加电场的依赖性与器件的暗电流和光电流谱为此提供了证据     

银铝共掺ZnS高效电子传输层的制备与特性

从量子力学角度分析银铝共掺硫化锌可以作为高效电子传输层材料,从理论上计算出杂质原子的波尔半径,对于银铝共掺硫化锌作为高效的电子传输层的最佳厚度给出了理论参考值。利用银铝共掺硫化锌作为电子传输层,制备了结构为ITO/NPB/Alq3/ZnS∶Ag-Al(x)/PBD/Al的有机电致发光器件,分析了不同厚度的银铝共掺硫化锌电子传输层对器件发光强度的影响,并对共掺硫化锌中载流子传输机制进行了分析。实验发现共掺硫化锌具有良好的空穴阻挡和电子传输性能。当银铝共掺硫化锌电子传输层厚度为8 nm时,器件的相对发光强度和电致发光强度相对于没有电子传输层的器件分别增加了430倍和130倍,器件的阈值电压也降低了4 V。与纯硫化锌作为电子传输层器件相比,相对发光强度提高3倍。     

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。     

基于ZnS量子点与聚合物混合层的有机双稳态器件的记忆特性及其载流子传输机制

用ZnS量子点与poly-4-vinyl-phenol (PVP)复合,通过简单的旋涂法制备了结构为ITO/ZnS:PVP/Al的一次写入多次读取(WORM)的有机双稳态器件。器件起始状态为OFF态,通过正向电压的作用,器件由OFF态转变为ON态,并且在正向或反向电压的作用下,器件始终保持在ON态,表现出良好的一次写入多次读取的存储特性。与不含ZnS量子点的器件相比,含有ZnS量子点的器件表现出明显的双稳态特性,其电流开关比达到10⁴,这说明ZnS量子点在器件中起到存储介质的作用。通过对器件电流-电压(I-V)特性的测试,详细讨论了器件的双稳态特性以及载流子传输机制,并且用不同的传导理论模型分析了器件在ON态和OFF态的电流传导机制。器件I-t曲线表明器件在大气环境中具有良好的永久保持特性。     

薄膜电致发光器件中SiO2加速作用的直接证据

本文通过包含CdS层的薄膜电致发光(TFEL)器件的有关特性的研究,直接证明了SIO₂对CdS中产生的电子有良好的加速作用,并获得了阈值电压低、B-V特性好,亮度较高的红色TFEL器件.我们将硫化镉蒸镀于电致发光器件中,测量这些器件的电学和光学特性,发现含CdS的样品的传导电荷明显大于不含CdS的样品,这说明硫化镉层可以提供较多的电子.但是,样品ITO/SiO₂/ZnS:Sm³⁺/SiO₂/CdS/Al的发光效率低于不含硫化镐的样品,这说明这些电子在进入ZnS层的过程中能量有所降低.为了提高这些电子的能量,我们制备了样品ITO/SiO₂/ZnS:Sm³⁺/SiO₂/CdS/Al,使硫化镉中产生的电子先经过SiO₂层,再进入发光层.测量结果表明这一样品的最大亮度和发光效率与上述含硫化镉的样品相比分别提高了2.5个和0.5个数量级,与不含硫化镉的样品的亮度接近,但其阈值电压较低,亮度-电压(B-V)曲线上升部分较陡,且有一段饱和区.在这一样品达到饱和的电压下,不含硫化镉的样品才刚刚起亮,这说明该样品的发光主要是由于硫化镉增加的电子数目对发光的贡献.同时这些电子在SiO₂中得到了明显的加速.     

关于第三代电致发光器件加速层的一些探讨

通过简化的三角势垒模型计算发现在第三代电致发光器件中,CdS层确实对提供初电子有利.用计入非晶效应的Monte Carlo方法进行模拟计算,证明非晶SiO2层比ZnS层有更好的加速作用,从而有利于提高器件蓝红比.     

ZnS修饰对ZnO纳米棒：P3HT复合薄膜I-V性质的影响

本文通过化学浴沉积法获得了直径约为50 nm, 长度约为250 nm的ZnO纳米棒阵列, 引入纳米ZnS对ZnO纳米棒进行表面修饰, 分别制备得到了具有ITO (indium tin oxides)/ZnO/Poly-(3-hexylthiophene) (P3HT)/Au和ITO/ZnO@ZnS/P3HT/Au结构的多层器件. 通过I-V曲线对比讨论了两种结构器件的开启电压, 串联电阻, 反向漏电流及整流比等参数, 认为包含ZnS修饰层器件的开启电压、串联电阻、反向漏电流明显降低, 整流比显著增强, 展现出更优异的电子传输性能. 光致发光光谱分析结果证实由于ZnS使ZnO纳米 棒的表面缺陷产生的非辐射复合被明显抑制, 弱化了电场激发下的载流子陷获, 改善了器件的导电特性. 关键词： ZnO纳米棒阵列 表面修饰 电流-电压特性