未掺杂条件下载流子平衡提高有机电致发光器件效率的研究

用具有高电子迁移率(5×104cm2V1s1)的材料4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BPhen)作为电子传输层(ETL),N,N-bis-[1-naphthy(-N,Ndiphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine)](NPB)作空穴传输层(HTL),tris(8-hy-droxyquinoline)aluminum(Alq3)作发光层(EML),使有机薄膜电致发光器件的效率得到显著改善。器件基本结构为:ITO/NPB/Alq3/BPhen/LiF/Al。通过对HTL和ETL的厚度进行优化,在电流密度为20mA/cm2时,器件的电流效率达到6.80cd/A,亮度达到1361cd/m2。为了探索发光器件的效率得以改善的原因,制备了结构为ITO/Alq3/BPhen/Al的electron-only器件和结构为ITO/NPB/Al的hole-only器件。通过调整hole-only器件中空穴传输层(HTL)和electron-only器件中电子传输层(ETL)之间的厚度匹配并比较它们之间的J-V曲线,发现当电子和空穴达到载流子平衡时,发光器件获得最佳效率和亮度。

基于载流子平衡的效率及亮度提高的有机蓝光器件

研究了在两空穴传输层之间插入Bphen中间层对有机蓝光器件(BOLEDs)效率的影响。结果表明,其对空穴的阻挡作用使得电子与空穴在发光区内达到相对平衡,减少了激子-极化子猝灭几率,从而提高了有机蓝光器件的效率和亮度。器件的最大电流效率从16.12 cd/A增加到20.52 cd/A,相对提高了27.30%;最大功率效率从14.23 lm/W增加到17.64 lm/W,相对提高了23.96%。文中对提高效率的物理机制进行了详细的阐述。

用微波方法测量半导体非平衡载流子寿命

介绍用有哑铃状孔－缝端盖的微波谐振腔测量片状半导体材料非平衡载流子寿命的一种方法．腔体用圆柱ＴＥ０１１模高Ｑ腔，易于更换端盖，可以达到较高的测量精度．实验表明，对同一半导体材料测量得到的有效寿命不因端盖孔－缝的改变而变化，所以可以通过选用孔－缝尺寸不同的端盖，来测量不同电导率的材料，以提高信号幅度，从而提高精度．测量是无接触的，因此无需对样品进行加工．用小的孔－缝端盖还可以用来对半导体材料有效寿命的二维分布进行研究．

CdTe钝化的HgCdTe非平衡载流子表面复合速度的实验研究

利用Ar+束溅射沉积技术在HgCdTe表面实现了低温CdTe介质薄膜的低温生长.在同一HgCdTe晶片表面分别用CdTe介质膜、HgCdTe自身阳极氧化膜进行表面钝化.利用光电导衰退测量技术测量了两种不同表面钝化的薄HgCdTe晶片的非平衡载流子(少数载流子)寿命,并通过光电导衰减信号波形的拟合,得到两种不同表面钝化的HgCdTe表面复合速度.实验结果表明。

激光作用GaAs非平衡载流子瞬态特性研究

根据GaAs材料的能带模型和能带特点,对激光脉冲作用下GaAs中非平衡载流子浓度及其微观驰豫过程进行研究.相位驰豫的主要散射机制为载流子—载流子散射,散射时间为几十个fs;准热平衡驰豫主要为载流子—声子散射,散射时间大约为ps量级,非平衡载流子浓度及其光电特性主要决定于复合过程.

RBa_2Cu_3O_（7－δ）（R＝Y，Pr）薄膜中非平衡载流子的超快弛豫动力学

通过拟合ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ（７－δ）（δ＝０．１，０．４，０．８）和ＰｒＢａ２Ｃｕ３Ｏ７外延膜的室温飞秒瞬态反射谱，研究了其非平衡载流子的超快弛豫动力学，计算了电声耦合常数λ．发现随着氧含量的降低及用Ｐｒ替代Ｙ，Ｃｕ－Ｏ面上载流子浓度降低，非平衡载流子的弛豫时间增加而电声耦合常数明显减小．这表明电声耦合与载流子浓度的依赖关系，电声相互作用可能是一种实空间局域相互作用．

非平衡载流子的注入对硅片薄层电阻测量的影响研究

对半导体硅片进行薄层电阻测试的过程中,当探针接触半导体材料表面,将向表面材料中注入载流子,这将影响薄层电阻测量数据的误差,文章分析了注入的非平衡载流子对测试精度的影响,讨论了注入造成影响的原因,得出测试过程中为减小注入的影响而采用的合适的测试条件。

脉冲激光诱导下ZnO纳米线阵列中非平衡载流子的扩散理论

为解决脉冲激光激发均匀半导体材料ZnO纳米线中所产生的非平衡载流子在一维情况下时间、空间的演化理论模型。采用级数展开法,求解非平衡载流子连续性方程,确定载流子随坐标和时间变化的解析解,并结合溶液法制备出的ZnO纳米线阵列,讨论在激发波长360纳米的激光激发下非平衡载流子浓度时空关系。所提出的级数展开求解法与经典的傅里叶方法,以及本征函数法得到的结果是一致的,并可用于确立脉冲激光诱导的非平衡载流子浓度扩散动力学。

光激发非平衡载流子的瞬态输运及强THz辐射研究

对强偏置电场作用下砷化镓光电导偶极天线的太赫兹辐射特性进行实验和理论研究,对比分析开关天线体内非平衡载流子的瞬态输运特性。结果发现:强电场下热电子平均漂移速度的变化与弱场情况具有显著的不同,初始阶段小角度光学波极化势散射表现出极大的优势,载流子以近弹道运动的方式被加速,瞬变漂移速度上升陡峭并导致速度过冲是产生强THz辐射的主要原因。

半导体中非平衡载流子的输运过程(Ⅰ)

在描述载流子输运过程的玻尔兹曼方程的碰撞项中考虑了带间跃迁的贡献,从而将它推广到存在非平衡载流子的情况。由此导出了非平衡载流子寿命,复合几率的统计表达式,以及包括产生-复合过程的电荷连续性方程和稳态输运过程的电流方程。

LT-GaAs缺陷态对载流子的捕获特性

采用宽频带飞秒脉冲泵浦 -探测方法测量了LT_GaAs中不同能态的光生载流子的超快捕获特性 ,发现随着载流子的过超能量增大 ,载流子的散射速率加快 ,而缺陷态对载流子的捕获速率 ,则与光生载流子的过超能量无关 ,表明LT_GaAs缺陷态捕获电子主要为点缺陷深能级多声子无辐射捕获过程。

调控空穴传输层的分子取向提高量子点发光二极管稳定性策略

量子点发光二极管是当前研究的重要方向,QLED因其良好的性能受到了广泛的关注,而其寿命与效率也成为了当前制约其发展的问题。QLED的稳定性主要取决于载流子注入稳定性和电荷平衡。通过调控空穴传输层的分子取向的方式调节载流子与电荷平衡,一定程度上提升了QLED的稳定性。

基于聚合物非富勒烯体系PM6:Y6的钙钛矿/有机集成太阳电池光伏性能优化

通过工艺创新和薄膜优化技术成功制备基于CH_(3)NH_(3)PbI_(3)/PM6:Y6(BTP-4F)的钙钛矿/有机集成太阳电池(IPOSCs).通过添加剂1-8二碘辛烷DIO的调控和热退火处理,极大优化CH_(3)NH_(3)PbI_(3)/PM6:Y6混合薄膜质量和获得层间欧姆接触.与此同时,近红外区有机层的空穴和电子迁移率为8.3×10^(-3)cm^(2)/(V·s)和8.8×10^(-3)cm^(2)/(V·s),可以和可见区钙钛矿层的空穴和电子迁移率相匹配,实现在微观通路上达到载流子运输平衡,导致器件具有高短路电流密度Jsc和高填充因子FF.另外,通过优化聚合物非富勒烯体系PM6:Y6质量比例混合成膜,使得薄膜中的非辐射复合位点密度和载流子复合明显减少,使得电子和空穴的提取和传输更加高效,能够提供更大的驱动力来改善载流子传输,同时形成更宽的耗尽区来抑制载流子复合以提高器件的开路电压Voc.优化的集成太阳能电池的短路电流密度提升到25.88 A/cm^(2),开路电压Voc增加到1.18 V,填充因子FF达到80%,光响应扩宽到950 nm,外量子效率在可见光区达到90%,最佳能量转换效率高达24.42%,这是目前报道的IPOSCs中的最高效率之一.结果表明,通过可见区材料和近红外区聚合物非富勒烯体系材料组合和器件结构优化来增强钙钛矿太阳电池对于近红外光的吸收,从而提升IPOSCs性能是一种有效的手段和方法.为将来开发高效率IPOSCs奠定了实验工艺和构建理论基础.

用C_(60)为空穴缓冲层的高效率有机电致发光器件

以富勒烯C60 作为空穴注入缓冲层 ,在结构为ITO/C60 /TPD/Alq3 /LiF/Al的器件中 ,改善了器件的发光效率。研究了C60 厚度对器件发光特性的影响。当C60 厚度为 1 6nm时 ,器件发光效率最高。在电流密度为 10 0mA/cm2 时 。

基于忆阻器结构的Ge基光控晶体管制备及其光电性能研究

设计并制备了一种基于忆阻器结构且具有可编程特性的Ge基光控晶体管,它由两个结构为Ni/Ge/GeO_(x)/Al_(2)O_(3)∶HfO_(2)/Pd的忆阻器背对背组成,共用阻变层GeO_(x)/Al_(2)O_(3)∶HfO_(2)、衬底Ge和底电极Ni,阻变层的设计是实现光控晶体管功能的关键。两个顶电极Pd作为光控晶体管源漏极,中间区域作为栅极接受外加光源的栅控。探究了Ge基忆阻器光电响应特性,并实现光控晶体管基于光源栅控的输出与转移特性。进一步地,探究了器件的物理机制并验证设计的科学性和可行性。该光控晶体管具有非易失性与标准CMOS工艺兼容性等优势,能有效简化器件制备工艺、降低制造成本,可为下一代光电芯片研发提供参考。

掺杂空穴传输层的有机电致发光器件性能研究

以F4-TCNQ为p型掺杂剂,掺入m-MTDATA作为空穴传输层,ITO导电玻璃作为阳极,Alq3作为发光层,Bphen作为电子传输层,LiF和Al分别用作电子注入层和阴极,制备有机电致发光器件。相比于未掺杂器件,电压及功率效率获得提高。这归功于p型掺杂使阳极与空穴传输层界面产生欧姆接触,及空穴传输层传导率的提高,而随着掺杂的引入及掺杂浓度的增加,注入的空穴变得过剩,使载流子不平衡变得越发严重,导致器件电流效率及亮度降低。因此,应该加强电子的注入及传输,以达到载流子平衡,同时达到降低器件电压、提高功率效率、电流效率及亮度的目的。

缓冲层和掺杂的电子传输层对有机电致发光器件发光效率影响的研究

针对有机发光器件需要提高发光效率问题,利用其最高被占用分子轨道(HOMO)有利于改善空穴注入的特点,将氧化钼(MoO3)插入m-MTDATA与NPB之间;将羟基喹啉锂(Liq)掺入4,7-联苯-1,10-邻二氮杂菲(Bphen)作n型电子传输层,制备具有空穴缓冲层和n型掺杂电子传输层的有机电致发光器件。通过单载流子电子器件J-V曲线的比较,将掺杂质量分数确定为w(Bphen)∶w(Liq)=65∶35。在完整器件中,随着MoO3厚度的增加,器件效率改善显著,当MoO3厚度达到1nm时,器件性能最佳,此后趋于饱和,对厚度变化不敏感。说明使用MoO3及n型掺杂后空穴及电子的注入传输均获得明显提高,并在发光区域达到有效平衡,器件的亮度及发光效率获得明显改善,与控制器件相比,电流效率、功率效率及亮度分别提高约62%、约98%和约60%,电压V下降了约28%。

水溶性酞菁化合物对有机电致发光器件亮度和效率的影响

以水溶性酞菁铜(CuTcPc)为空穴注入层制备多层有机电致发光器件。ITO表面经过CuTcPc溶液修饰,能够提高空穴的注入能力,增加器件的电流密度和亮度。在有机电致发光器件中,空穴传输材料的空穴迁移率一般大于电子传输材料的电子迁移率,空穴是多数载流子;但是,CuTcPc修饰处理不仅提高了器件的电流密度和亮度,也提高了器件的电流效率。研究结果表明,CuTcPc层不仅提高了器件的空穴注入能力,也影响了电场的分布,能在一定程度上增加电子的注入。

Li_(2)CO_(3)电子注入层改善有机发光二极管性能的研究

常规有机发光二极管发光层中载流子浓度的不平衡,导致器件发光亮度、效率等性能不能达到最优.为了改善电子的注入和传输,采用Li_(2)CO_(3)作为电子注入层,并将其掺入4,7-二苯基-1,10菲啰啉(Bphen)电子传输材料中,研究电子注入和传输能力的变化及其对器件发光性能的影响.结果表明:Li_(2)CO_(3)作为有效的电子注入层,使器件的驱动电压降低1.0 V,发光亮度提高3倍,电流效率提高1倍.Li_(2)CO_(3)掺杂Bphen能进一步改善电子传输性能,提高发光层中的电子浓度,进而改善发光亮度和效率.

不同缓冲层对OLEDs的影响

通过比较三种用不同缓冲层材料(TiO2、Alq3和PBD)修饰ITO的有机电致发光器件和没有缓冲层修饰的器件发现,TiO2材料修饰的器件启亮电压最低,效率最高;Alq3修饰的器件启亮电压次之;PBD材料修饰的器件启亮电压最高,效率最低。TiO2的最优化厚度比Alq3和PBD的最优化厚度大,因此对于ITO表面的平整作用也较强。三种材料HOMO能级也不一样,TiO2材料的HOMO能级最高,因此三个材料中TiO2对于空穴的阻挡作用最大,通过隧穿作用穿过缓冲层材料PBD的空穴数就小于缓冲层材料Alq3和PBD,TiO2修饰的器件的载流子的平衡程度就高于Alq3和PBD修饰的器件,从而效率也高于Alq3和PBD修饰的器件。