准二维钙钛矿发光二极管中的相调控研究

金属卤化物钙钛矿凭借其优异的光电性能和易于制备的特点,近年来在光电子学领域引起了广泛关注,被认为是具有广阔应用前景的革命性新型光电半导体材料。准二维钙钛矿作为其中一类重要材料,具有可调的光物理性质,包括更高的激子结合能、多重量子阱结构、自然级联能量漏斗和带隙可调性,这使其成为有前途的下一代发光二极管(Light-emitting diodes,LED)侯选材料。调控准二维钙钛矿的相分布是实现高效钙钛矿LED的关键。本文基于课题组的研究工作,深入讨论了通过精准调控相分布实现高效准二维钙钛矿LED的策略和应用。

基于旋转二维发光二极管阵列的体三维显示系统

利用发光二极管 (LED)的高速发光特性 ,以旋转的二维发光二极管阵列为显示载体 ,通过时分寻址电路快速显示三维形体的二维截面序列。受调制的离散二维图像信息 ,因视觉暂留而形成深度效应 ,将被整合感知为一幅连续的三维图像。成功实现了具有 4 915 2个体像素 ,尺寸为14 4 .6mm× 110mm的柱体空间内的三维显示 ,图像具有双目视差、调节、会聚等常规视差信息 ,能提供真实的深度暗示 ,可同时从任意角度直接观察。论述了系统的显示原理及图像编码分解方法 ,分析和讨论了显示质量与体像素优化选取。

基于准二维钙钛矿发光层优化的蓝色发光二极管研究进展

金属卤化物钙钛矿材料因其简单的制备工艺和独特的光电性能,在照明、显示等光电子领域有着巨大的发展潜力。目前,钙钛矿发光二极管在绿光、红光等领域均取得了一定进展,然而实现高效率蓝色发光二极管仍存在较大挑战。近年来,研究人员主要通过组分工程和维度工程两种途径实现钙钛矿蓝光调控。其中,准二维钙钛矿材料具有自组装量子阱结构,在蓝光发射方面表现出独特优势。由此,本文综述了目前准二维钙钛矿蓝色发光二极管的相关进展。首先阐述了准二维钙钛矿的结构和光学性质;重点从器件的发光层出发,系统地总结了提升器件性能的方法策略;然后围绕器件稳定性展开了相关描述;最后就准二维钙钛矿蓝色发光二极管的发展提出了部分总结和展望,期待其性能不断突破。

二维相关光谱和导数光谱色谱图法识别及解混高效液相色谱二极管阵列色谱峰

基于高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)获得的色谱-光谱数据,建立了一种二元完全重叠液相色谱峰的快速解析定量方法:将HPLC-DAD采集的时间t、波长λ、吸光度S的三维光谱色谱数据,光谱经过背景补偿加Savitzky-Golay平滑预处理,得到光谱波长方向的吸光度强度处理值随时间变化的光谱图,与对照品光谱计算光谱相似度,实现重叠峰的快速智能化识别;利用导数光谱色谱图法对预处理的色谱-光谱矩阵进行解析,获得原点波长,再利用二维相关光谱技术提取特征光谱后,得到基于特征光谱的原点波长的色谱流出曲线,进而得到分离后的色谱峰,实现重叠色谱峰的定量测定。该方法充分利用HPLC-DAD获得的三维色谱-光谱数据信息,能够将二元完全重叠色谱峰有效解析分离和定量测定,明显提高解析结果的准确度,并利用色谱工作站实现了数据采集、解析识别、定量分析一体化智能分析,方法简单高效。

乙酸胍表面处理提高纯红光钙钛矿发光二极管性能

金属卤化物钙钛矿材料由于具有优异的光电性质可被用于制作发光二极管,近年来备受关注。钙钛矿表面和钙钛矿/传输层的界面处存在大量的缺陷,严重影响器件的性能和稳定性,而对表/界面进行有效的钝化处理是减少界面缺陷、提升器件性能的可行途径。本文报道了一种在萃取剂中添加乙酸胍的表面处理策略,可有效地减少钙钛矿层表面缺陷,改善薄膜形貌,进而将钙钛矿薄膜的荧光量子产率从64%提升到79%。基于乙酸胍表面处理的钙钛矿薄膜制备的发光二极管,最大效率可达11.66%,最大亮度达1285 cd·m^(-2),明显优于未处理的参考器件(6.69%,689 cd·m^(-2)),同时也展现出更好的稳定性。该研究提供了一种有效的钙钛矿表面处理策略,可以提高钙钛矿发光二极管的性能和稳定性。

二维半导体阵列实施旋转调强治疗计划验证的剂量学评估

目的:调强放射治疗的剂量学质量保证是一项较为繁琐的工作。本文主要探讨二维阵列实施螺旋断层调强计划的剂量学特性,并对其在日常旋转调强放疗质量保证中的地位进行评估及分析。方法:采用Sun Nuclear公司MapCHECKTM二维半导体探测器阵列及其相配套MapPHAN等效固体水模体对10例螺旋断层计划实施其剂量学验证。笔者将MapCHECKTM置于MapPHAN模体中,冠状及矢状位摆放分别测量获取模体中阵列的冠状和矢状面剂量分布。束流照射后将二维阵列剂量测量平面分布与计划系统模体计划中计算平面结果实现比较,定量评估其绝对剂量验证情况。探讨其不同位置摆放来实现其测量方法的可行性。结果:通过利用MapCHECKTM二维半导体阵列采用两种摆位方式对10例特定患者的螺旋断层放疗计划进行剂量学验证,软件定量分析所测量与计算绝对剂量分布的结果均显示出了较为理想的一致性。MapCHECKTM阵列测量剂量分布与螺旋断层治疗计划系统模体计划中计算剂量相比较,采用Gamma法(3 mm/3%、4 mm/4%)进行评估,γ≤1的冠状和矢状位探测器平均通过率分别为96.8%/99.38%、96.99%/99.49%。建立了3%/3 mm(通过率为90%)的Gamma分析推荐标准。结论:MapCHECKTM二维阵列可成功地实现螺旋断层调强计划的剂量学验证,提供了一套精确而快捷的旋转剂量学验证工具。

基于氟代苯乙胺有机阳离子的准二维钙钛矿发光二极管

近年来,钙钛矿发光二极管(PeLEDs)发展非常迅速,其性能得到了大幅提升,而构筑具有量子阱结构的准二维钙钛矿是开发高性能PeLEDs的有效方法之一。大尺寸有机阳离子是构成准二维钙钛矿的关键组分,对调节准二维钙钛矿的薄膜结构和光电性质具有重要作用。本文通过在铯铅卤化物(CsPb X3)钙钛矿中引入两种单氟取代的溴化苯乙胺(o-FPEABr(邻位取代)和p-FPEABr(对位取代)),采用无反溶剂的一步法制备了准二维钙钛矿薄膜和发光器件,研究了它们对准二维钙钛矿成相分布和器件性能的影响。研究发现,pFPEABr使准二维钙钛矿形成了大量的低维相,特别是具有强激子-声子耦合的二维相,而高维相含量较少。相反地,o-FPEABr能够有效地抑制低维相,并促进高维相的形成,有利于降低非辐射复合和提高辐射复合。形成能计算结果显示,基于p-FPEABr的低维相比基于o-FPEABr的低维相具有更好的热力学稳定性,导致了准二维钙钛矿中成相分布的差异,表明改变氟原子的取代位置能够调控准二维钙钛矿的结晶动力学过程,进而影响器件的发光性能。基于o-FPEABr,我们制备出高效的绿光和蓝光PeLEDs。其中绿光器件的最大外量子效率(EQE)达到了10.27%,发光峰位于521 nm;而蓝光器件的最大EQE也达到了8.88%,发光峰位于488 nm。

高占空因数、高功率二维激光二极管阵列

二维（２－Ｄ）激光二极管阵列，堆积在１ｃｍ＾２面积上，具有５个条和５层散热器，取得的电－光转换效率高达４４％。它们已工作在占空因数高达５０％具有高达１５０Ｗ的平均功率（３００Ｗ峰值功率）。

钙钛矿发光二极管的研究进展

金属卤化物钙钛矿材料是一类新兴的、潜力无限的半导体材料,具有成本低、高色彩饱和度、半峰宽窄(FWHM=20 nm)、带隙可调(380~1000 nm)、光致发光量子产率高、优异的电荷传输性能等优点,目前已在各种光电子领域得到了广泛的研究并取得了迅速发展,例如钙钛矿太阳能电池、钙钛矿发光二极管(Perovskite light emitting diodes,PeLEDs)、钙钛矿存储器、钙钛矿光探测器等。自2014年科研人员首次观察到室温下的钙钛矿材料的电致发光现象以来,绿光、红光和近红外钙钛矿电致发光二极管的外量子效率(EQE)发展迅速,目前均已突破20%。已经达到了和目前市场上工艺成熟的有机发光二极管相当的水平,发展最慢的蓝光PeLEDs的EQE也达到了10%以上。本文仅对钙钛矿电致发光二极管的材料特点、光电性能以及研究进展进行简单的介绍,以便读者对钙钛矿电致发光二极管有较好的了解。

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.

准二维蓝光钙钛矿发光二极管的研究进展

蓝光钙钛矿发光二极管(PeLEDs)是钙钛矿全彩显示和白光照明技术快速发展的核心技术瓶颈。准二维钙钛矿可利用层数调控和量子限域效应实现蓝光发射,还可借助其疏水有机配体显著提升膜层和器件的稳定性,已成为钙钛矿领域的研究热点。本综述总结了准二维蓝光PeLEDs在组分工程、膜层工艺及器件优化方面的进展,分析了准二维蓝光PeLEDs面临的挑战,展望了效率提升途径,并概述了未来研究方向和解决方案。

采用硫氰酸铵添加剂的高效天蓝色钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿发光器件具有可溶液加工、高发光效率和良好色纯度等诸多优良特性,受到了广泛的关注,但蓝色钙钛矿发光器件发光效率和光谱稳定性等方面的问题限制了钙钛矿材料在照明和显示领域的进一步发展.本工作研究硫氰酸铵添加剂对准二维混合卤化物钙钛矿薄膜形貌、结晶度、光物理和电致发光特性的影响.结果表明硫氰酸铵能有效钝化准二维混合卤化物钙钛矿薄膜的缺陷,提高结晶度,调节相分布,从而改善其电荷传输特性和发光效率.硫氰酸铵浓度为20%的准二维钙钛矿发光二极管的发光峰值波长位于486 nm处,器件的最大外量子效率为5.83%,最大亮度为1258 cd/m^(2),分别比未添加硫氰酸铵的器件提升了6.7倍和3.6倍,同时器件发光光谱稳定性和驱动稳定性也得到了明显的提升.本研究为提高蓝色准二维混合卤化物钙钛矿发光二极管的特性提供了一种简单有效的方法.

高性能二维钙钛矿单晶纳米线阵列光电探测器研究取得进展

有机-无机钙钛矿材料具有优异的光电性质,应用于制备高效率太阳能电池和发光二极管。钙钛矿具备较高的载流子迁移率、较长的寿命和扩散距离,也是一类较为理想的光电探测器材料。但三维钙钛矿暗电流对光电探测器的信噪比有较大影响,发展受到限制。基于多晶薄膜的光电二极管检测器,虽可抑制暗电流,但无法实现较大的光电导增益,器件灵敏度也不理想。近日,中国科学院理化技术研究所博士吴雨辰、中科院院士江雷课题组与天津大学教授付红兵,中科院外籍院士、美国加州大学伯克利分校教授张翔团队合作,制备出高质量的二维钙钛矿单晶纳米线阵列,首次发现二维钙钛矿纳米线的边缘态光电导效应,并实现了目前世界上最高灵敏度的钙钛矿光电探测器。

基于全色发光二极管的VGA分辨率虚拟显示器

虚拟显示器投入应用需要全色VGA分辨率。本文阐述了基于LED的虚拟显示技术的新发展，其性能已达到所需的要求。该技术的进步在于采用了GaN和AlGaAsLED复合阵列，并将GaNLED阵列和开关控制的彩色光栅结合使用，利用光栅分别从单个LED阵列获得蓝色和绿色图像组份。讨论了新的VGA显示器设计以推动该产品早日问世。

利用二维光子结晶结构提高LED发光效率

日本京都大学和科学技术振兴机构(JST)组成的联合研究小组最近宣布，在发光元件结构中使用二维光子结晶结构可提高发光二极管(LED)的发光效率。与没有光子结晶结构相比，将发光元件内部发出的光线照射到LED发光面法线方向的效率(光导效率)达到了4～5倍。过去，由LED内部发出的光线大多沿发光面方向照射，因为没有出口，就会发热。

二维钙钛矿发光材料的制备及研究进展

二维钙钛矿材料由于其独特的结构和优越的光电性质,基于二维或准二维钙钛矿的发光二极管器件具有高亮度发光、宽谱颜色可调以及卓越的色纯度等优于三维钙钛矿器件性能的特点,成为开发高性能发光器件的极具吸引力的电致发光材料。简要介绍了二维钙钛矿材料结构、性能以及二维钙钛矿发光材料制备方法,并指出该材料目前存在的主要问题和发展前景,以期为提高二维层状钙钛矿材料性能和优化制备方法提供参考。

一种相干分布源二维中心DOA估计方法

现有的大多数相干分布源二维波达方向(DOA)估计方法都需要进行谱峰搜索,计算复杂度很高。利用一种特殊的双L型阵列结构,提出了一种新颖的不需谱峰搜索的相干分布源二维中心波达方向估计方法。新方法首先通过阵列方向矢量的泰勒级数展开获得关于分布源中心DOA的两个近似旋转不变关系。然后,用TLS-ESPRIT实现中心方位角和中心俯仰角的分离估计。最后,给出了详细的参数配对方法。与传统方法相比,本方法有效降低了计算量,并且能够处理具有不同角信号分布函数或者角信号分布函数未知的情形,具有很好的稳健性。

低复杂度相干分布源二维DOA解耦估计方法

研究相干分布源的二维波达方向(DOA)估计问题,利用特殊的L型阵列结构提出了一种低复杂度的二维中心DOA估计方法。通过对两组平移子阵的广义方向矢量进行泰勒近似得到分布源中心DOA的解耦形式,进而推导出关于中心DOA的两个旋转不变关系,最后,利用一种改进的TLS-ESPRIT算法估计分布源的中心方位角和中心俯仰角。此外,还给出了一种参数配对方法。本文方法不需要进行谱搜索,计算复杂度较低,还适用于具有不同角分布的多源场合。仿真结果证实了方法的有效性。

二维光幕破片动能测试系统设计

针对飞行破片目标多、速度快、体积小以及测试环境中光强高、电磁干扰强的测试难点,设计一种非接触式的二维光幕破片动能测试系统。系统以现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制器,利用高精度ADC与NAND Flash存储器采集并存储相互正交的光幕传感器的输出信号,并将数据通过USB接口回读到上位机进行分析,提取出破片的速度与体积信息,进而得到破片的动能。最后通过气枪弹实验对系统进行测试,结果表明:该方案解决传统一维光幕测试系统只能测量旋转对称破片动能的问题,利用二维正交光幕有效地测量非旋转对称破片的动能信息,具有一定的实用价值和应用前景。

一种快速鉴别新方法——二维色谱相关光谱法

利用色谱的分离特性和物质的光谱特性,采用高效液相色谱-二极管阵列检测器(HPLC-DAD)建立标准色谱光谱数据,通过比较光谱相关性对样品色谱峰进行归属,实现了10种头孢类抗生素的快速定性。对于未知的多组分样品、色谱未完全分离的样品能同时给出直观、准确的定性结果。