PbS量子点电致发光器件中的光子晶体结构设计

将PbS量子点电致发光器件的发光层引入二维光子晶体结构,利用光子晶体的光子带隙效应提高器件的发光效率。采用平面波展开法计算了以空气为背景,由圆形或方形介质柱所构成的不同晶格排列的光子晶格的能带图,获得光子晶体结构参数对完全带隙的影响规律。结果显示:采用方形介质柱以蜂窝方式排列的光子晶体在填充率f=0.283时具有较宽的完全带隙△ω=0.134 6(2πc/a)。利用有限元法模拟了晶格常数a=476 nm,方形介质柱边长l=167 nm时,波长为1 124 nm的光在该光子晶体中传播的光场分布图。计算得到具有该光子晶体结构的PbS量子点电致发光器件的发光效率可达57.9%。

多色发光CsPbX3（X=Cl, Br, I）钙钛矿量子点及其LED器件研究进展

CsPbX 3(X=Cl,Br,I)全无机钙钛矿量子点具有高发光量子效率、制备工艺简单、发光光谱可调、较窄的半峰宽、较高的缺陷容忍度等优点,受到了研究人员的广泛关注,已经在太阳能电池、发光二极管、柔性显示和光电探测等领域展示出了广阔的应用前景。目前,CsPbX 3量子点主要通过卤素组分调控,表面改性和掺杂稀土离子、过渡金属离子等手段来实现量子点的多色发光,然后实现多色发光LED器件的制作。总结了近年来多色钙钛矿量子点CsPbX 3(X=Cl,Br,I)的制备、光学性质及其在LED器件中的应用进展。

量子点发光材料及其在照明光源器件中的应用

本文介绍了一种新型的发光材料———量子点发光材料 ,描述了量子点材料的制备方法、发光特性 ,以及这种材料在照明光源器件中的应用前景。文中给出了我们制备的不同粒径的CdSe量子点材料的发光特性。

界面调控对柔性量子点电致发光器件性能的影响

近年来,柔性显示技术引起了人们的广泛关注,尤其在折叠手机、可穿戴电子等领域,柔性显示屏幕更是不可或缺。量子点发光二极管(Quantum dot light emitting diodes,QLEDs)因具有高色纯度、高效率、高稳定性等特点而在柔性显示领域展现了独特的优势。本文首先介绍了柔性量子点发光二极管(flex-QLEDs)及其近期进展,然后讨论了器件结构及界面调控对发光性能的影响。在多层异质结构的flex-QLEDs的基础上,总结了三种界面调控方法:阳极界面调控、阴极界面调控、发光层调控。调控聚焦于降低表面粗糙度、增强界面结合力、优化各层能级。最后,对目前flex-QLEDs的性能进行了比较与总结,并对未来面临的挑战和机遇进行了展望。

基于多功能苯乙基溴化铵修饰层的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管

钙钛矿量子点(PQD)的喷墨打印技术在全彩显示应用中具有巨大潜力,但一些关键问题仍然影响其发光效率,例如不平衡的载流子注入、低质量的钙钛矿薄膜以及PQD自身的非辐射复合通道等。为解决这些问题,我们引入了界面修饰层苯乙基溴化铵(PEABr)以平衡器件的载流子传输。PEABr与钙钛矿二元溶剂(甲苯、萘)具有相似的结构,可改善PQD的印刷特性和成膜能力,并有效钝化PQD膜的Br-空位和界面缺陷。基于这一策略,成功实现了在414 cd/m^(2)亮度下,最大外量子效率(EQE)达到8.82%、电流效率(CE)达到29.15 cd/A的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管(PeLED),为喷墨打印技术在未来显示领域中的应用提供了有益的思路。

基于锗量子点的硅基发光器件

硅基光源是实现硅基集成光电子芯片的核心器件,虽然近年来国内外已经取得多项重要成果,但适合于下一代大规模光电集成芯片的小尺寸、低功耗、工艺兼容的高效硅基发光器件仍然缺乏。文章介绍了基于嵌入光学微腔中的锗量子点实现硅基发光器件方面的研究成果,通过将分子束外延生长的锗自组装量子点嵌入硅光子晶体微腔中,实现了室温下处于通信波段的共振发光。通过在图形化衬底上生长实现锗量子点的定位,并精确嵌入光子晶体微腔中,实现了基于锗单量子点的硅基发光器件。

硒化镉发光量子点的制备及其在有机发光器件中的应用(英文)

硒化镉量子点具有随粒径尺寸改变,而产生发光波长调变的特性,目前已被广泛研究。本研究是由化学溶胶法合成不同粒径尺寸的核壳型CdSe/ZnS硒化镉量子点,其表面包覆十六烷基胺,避免分子团聚现象。在由硒化镉成核温度的控制,成功地制备一系列具有各种尺寸粒径的核壳型硒化镉量子点(2～6nm)。本研究也合成了含有纳米金粒子于核壳型硒化镉量子点,实验结果发现:硒化镉发光效率明显的提高。在有机发光器件的应用方面,将发光波长为505nm核壳型CdSe/ZnS量子点掺入溶有发光波长为570nm铱化合物的氯仿溶液时,其溶液的光致发光光谱表明,原量子点的发光特性消失,只有铱化合物的发光依然存在,且其发光强度呈现明显增强趋势,我们推测此现象源自于量子点到铱化合物能量转移的机制。我们也以含有核壳型硒化镉量子点的铱化合物与PVK混合材料为发光层,成功的制作发光二极管器件,器件的发光效率因核壳型硒化镉的掺杂,明显提高2倍多。

量子点电致发光器件发光层能级变化与驱动电压的关系研究

以量子点电致发光器件(QLED)中能级分布和载流子浓度的关系为理论基础,研究了QLED发光层能级变化与驱动电压的关系,建立了数学模型。以CdSe/ZnS核壳结构量子点为发光层,计算了器件正常发光时的阈值电压,分析了电流密度与量子点中电子准费米能级与空穴准费米能级之差的关系。结果表明,当驱动电压大于9.8V时,CdSe/ZnS中电子的准费米能级与空穴的准费米能级之差大于1.03eV,量子点电致发光器件正常发光;理论模型证实由于电子在发光层与电子传输层界面的大量积聚,导致淬灭发生,降低发光效率。

顶发射绿光量子点电致发光器件

采用核壳结构的绿光Cd SSe/Zn S量子点成功制备了顶发射绿光量子点器件,并详细研究了它的光电特性。与具有相同结构的底发射器件相比,顶发射器件在亮度、效率、色纯度、光谱的电压稳定性上都得到了显著提高。在相同电压7 V下,尽管底发射具有更大的电流密度,但亮度仅为831 cd/m2,而顶发射器件的亮度则可达到1 350 cd/m2,并且顶发射器件的最高亮度可达到7 112 cd/m2。在效率上,顶发射器件的最大电流效率可达6.54 cd/A,远大于底发射器件的1.89 cd/A。在光谱方面,在底发射器件中出现的红蓝部分的杂光在顶发射器件中完全被抑制,而且顶发射光谱的半高宽显著窄化,具有更高的色纯度。当电压从4 V变化到9 V时,顶发射器件光谱始终保持稳定,色坐标移动仅为(-0.005,-0.001)。结果表明,顶发射结构有利于提高量子点器件的亮度、效率、色纯度以及光谱的电压稳定性。

CdSe/ZnS量子点下转换膜的红、绿、蓝顶发射有机发光器件

顶发射结构可实现100%的开口率,对高品质有机发光器件(OLED)显示具有重要意义。但目前OLED显示的传统制作方法难度较大,且器件的光谱稳定性较差。为了降低OLED显示的制作难度并进一步提高器件的光谱稳定性,本文将CdSe/ZnS量子点与聚甲基丙烯酸甲酯溶液相混合,并通过压印法制备了具有微结构阵列的红光与绿光量子点下转换膜,将其与高效顶发射蓝光OLED和彩色滤光片相结合,实现了红(R)、绿(G)、蓝(B)三色顶发射OLED。RGB器件的最大电流效率分别为3.6、21.9和10.6 cd/A,色坐标分别为(0.70,0.30)、(0.24,0.62)和(0.10,0.20)。此外,器件的光谱与色坐标几乎不随电压变化,且同时具有优良的光谱角度稳定性。这种实现OLED彩色化的方法具有制作简单、成本较低等优点,具有广阔的发展前景。

基于无机电荷产生层的量子点电致发光器件

利用WO_(3)/ZnO作为电荷产生层(CGL)制备了具有倒置结构的量子点电致发光器件(QLED),相比于传统的基于单层ZnO作为电子传输层的QLED,利用CGL-QLED的电流效率提高了近30%。这主要归因于CGL的电子注入具有电场依赖特性,从而使得器件中的电荷注入更加平衡,提高了激子的形成效率,抑制了载流子导致的猝灭过程。此外,我们通过瞬态电致发光光谱技术及电容特性测试,分析了基于CGL的QLED的器件工作机制,发现CGL中可以存储大量的载流子,从而使得器件在脉冲电压驱动时出现发光过冲现象。其环境稳定性也与常规的基于ZnO的器件一致。而由于CGL独特的电荷产生机制,使得其不依赖于电极功函数特性。我们相信,这种器件结构在改善器件稳定性及良率方面有着巨大潜力。

内含C_(60)掺杂空穴传输层的量子点电致发光器件

聚乙烯咔唑(PVK)中掺入富勒烯(C60)的重量比从0%到10%变化,以研究在空穴传输层中掺杂C60后对量子点电致发光器件性能的影响。掺入C60后的PVK薄膜在氧化铟锡(ITO)基底上均方根粗糙度从3 nm降至1.6 nm。另外,掺入C60后有利于空穴的注入和传输,改善器件中电子和空穴的平衡,提高了器件的效率。

CdZnSe/ZnSe/ZnSeS量子点材料的制备及其量子点电致发光器件性能研究

量子点(QDs)材料由于其出色单色性,发光可调等优点,在电致器件方面得到了快速的发展。文章研究通过物理方法在QDs核生长的过程中用溶剂稀释单体的浓度,减少QDs核的生长时间,从而可在不改变化学成分比例的基础上改变QDs的发光波长。进一步通过包覆ZnSe与ZnSeS壳层对发光波长进行调制,最终得到光致波长在540 nm的绿色QDs。通过对比实验以及LaMer模型解释了发生变色的原理。仅在核的生长阶段进行干涉才能控制QDs的发光峰位。同时发现提高QDs外壳的包覆温度对QDs的缺陷的减少有积极作用。随后将得到的QDs用于制备量子点电致发光器件,在8 V电压下得到了348993 Cd/m^(2)的亮度,以及32 Cd/A的电流效率。另外,该方法可以为其它类型的由热注入法制备的纳米材料制备提供新的思路。

量子点发光显示器件

量子点发光二极管(QD-LEDs)是将有机小分子OLED与可发光无机量子点(QD)结合起来而形成的一种新技术。量子点LED既具有聚合物的可溶性,容易制造的优点,同时还具有潜在的类似于磷光材料的高发光效率。

II-VI族半导体量子点的发光特性及其应用研究进展

半导体量子点由于具有独特的发光特性而具有极高的应用价值。结合本实验室的工作介绍了半导体量子点的发光原理和发光特性,在实验中发现核壳结构的CdSe/CdS半导体量子点比没有包覆的CdSe半导体量子点的发光稳定性提高,吸收光谱和发射光谱均发生红移,而且粒径不同,半导体量子点所呈现的颜色也不同,随着粒径的增加吸收光谱和发射光谱向长波方向红移。介绍了半导体量子点在光电子器件和生物医学方面的应用,并对其发展前景进行了展望。

发光层厚度对基于CdSSe/ZnS量子点LED性能的影响

采用粒径约为10nm的CdSSe/ZnS量子点层作为发光层,制备了叠层结构的量子点发光器件,研究了量子点层厚度对其薄膜形貌及量子点发光二极管性能的影响。原子力显微镜测试结果表明:量子点层过厚时,量子点颗粒发生团聚,且随着厚度的降低,团聚现象减弱;当量子点层厚度和量子点粒径相当时(约为10nm),量子点呈单层排列且团聚现象基本消失;而量子点层厚度低于10nm时,薄膜出现孔洞缺陷。器件的电流-电压-亮度等测试结果表明:量子点发光二极管中量子点层厚度与器件的光电特性密切相关,量子点层厚度为10nm的器件光电性能最优,具有最低的启亮电压4.2V,最高的亮度446cd/m^2及最高的电流效率0.2cd/A。这种通过控制旋涂转速改变量子点层厚度的方法操作简单、重复性好,对QD-LED的研究具有一定应用价值。

高效、稳定Ⅱ-Ⅵ族量子点发光二极管(LED)的研究进展

量子点通常具有核-壳型的基本结构,它的发光效率及色纯度高。因具有优异的性能和可控合成的优点,Ⅱ-Ⅵ族量子点在发光二极管(light-emitting diode,LED)中的应用研究最为丰富。为了制备高效、稳定的量子点LED,量子点的结构、器件结构和载流子传输层都需要进行设计和优化。如今,量子点LED的效率已接近Organic LED(OLED),但它的发展仍存在挑战。

双注入区量子点超辐射发光管的数值模拟

数值模拟了结构参数(超辐射区腔长和脊宽,光放大区腔长和张角)对双注入区量子点超辐射发光管器件性能(光谱和功率等)的影响。结果表明,当器件超辐射区注入电流和放大区注入电流均固定时,随着超辐射区腔长的增加,输出光谱中激发态强度减弱,基态强度先增强后减弱;随着放大区腔长的增加,输出光谱中基态强度增加,激发态强度先增加后减弱。超辐射区脊宽越大,逆向光波耦合到超辐射区的耦合系数越大,输出光强度越小。放大区张角越大,逆向光波耦合到超辐射区的耦合系数越小,输出光强度越小。为设计和优化该类型器件结构提供一定的依据。

长春光机所在高效钙钛矿量子点的制备及其光电器件应用取得突破性进展

近日,中科院长春光机所曾庆辉副研究员课题组提出一种由于CsPbBr3和Cs4PbBr6的结构转变诱导的高效荧光钙钛矿纳米晶,所制备的钙钛矿纳米材料的荧光量子效率可达99%,并将这种高荧光量子产率的材料应用于LED器件方面。

垂直结构多色量子点LED(QD-LED)最新进展

量子点LED以胶体量子点为发光层,通过调节作为发光层量子点的尺寸可以制作出覆盖可见(380-780nm)以及近红外光谱的量子点LED(QD-LED),而且量子点LED器件发出的光谱范围很窄,其光谱半高宽可达30nm。简述了当今国内外关于QD-LED器件结构的研究成果以及器件的制作工艺,介绍了目前课题组最新的一些相关成果。重点阐述了目前已经得到验证的几种量子点器件结构,分析了其存在的优缺点,这些结论对进一步改进QD-LED的结构以及使其可以更有利于商业化提供了参考。