NPB/Alq_3双层有机电致发光器件薄膜厚度与器件性能的优化

研究了以NPB为空穴传输层、Al_(q3)为发光层的双层异质结有机电致发光器件的薄膜厚度对器件性能的影响.制备了一系列具有不同NPB和Al_(q3)厚度的器件并测试了其电致发光特性.结果表明,器件电流随Al_(q3)与NPB厚度变化的关系并不相同.不同有机层厚度双层器件的电流机制符合陷阱电荷限制(TCL)理论,随外加电压的增大,器件电流经历了欧姆电导区、TCL电流区、陷阱电荷限制.空间电荷限制(TCL-SCL)过渡区三个区域的变化.当有机层厚度匹配为NPB(20nm)/Al_(q3)(50nm)时可以获得性能优良的器件.器件的流明效率-电压关系曲线的变化规律是在低电压区较快达到最大值,然后随电压的增加逐渐降低.

一种喹啉类铝配合物的制备及其光电特性的研究

制备了一种高纯度的8-羟基喹啉铝的衍生物——三(5-氯-8-羟基喹啉)铝(AlClq3)。用核磁共振谱仪、元素分析仪、红外光谱仪确定了AlClq3的结构。通过差示扫描量热法、紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和光致发光光谱表征了Al-Clq3的热稳定性以及能带结构。实验结果表明:AlClq3晶型转变温度为187℃,在紫外光的激发下,在乙醇溶液中的荧光发射峰的波长为535nm,为黄绿色荧光,禁带宽度3.16eV。用真空蒸镀法制备了黄绿光有机电致发光器件,其发射峰的波长为540nm。器件的电学特性由三(5-氯-8-羟基喹啉)铝控制,在低压时由注入电流限制,高压时由陷阱电荷传导机制控制。

Sol-gel法制备SrTiO_3薄膜的电阻开关性能研究

采用sol-gel法制作了28nm厚的SrTiO3薄膜和Au/SrTiO3/LaNiO3/Si(100)三明治结构的器件,并研究其物理性能。结果显示:室温下,用直流电压可以使薄膜的电阻在高低阻态间进行转换。最大的电阻变化率约为10309。对I-V特性的分析,发现在高阻态时,有空间电荷限制电流机制(SCLC)和肖特基势垒导电机制存在。应用在高场区有非对称电子陷阱中心的空间电荷限制电流理论,解释了这种电阻开关现象。

单层有机电致发光器件的电流传导机制的数值拟合分析

采用真空蒸镀的方法制备了以八羟基喹啉铝(Alq3)为功能层的单层同质结有机电致发光器件,器件结构为indium-tin-oxide(ITO)/tris-(8-hydroxylquinoline)-aluminum(Alq3)(x nm)/Mg:Ag.通过改变有机功能层的厚度,采用陷阱电荷限制电流(TCLC)理论对器件电流的数值拟合方法具体地研究了不同薄膜厚度的有机半导体器件内部电流的传导机制,验证了实验结果和理论推导的一致性.结果表明,Alq3层厚度较低的单层器件随外加电压增大,器件电流经历了从欧姆电导区、TCLC区到TCLC-空间电荷限制电流(SCLC)过渡区三个区域的变化;而对于Alq3层厚度较高的单层器件,Alq3层中的陷阱机构增多,导致电流-电压曲线的SCLC区域消失.

Spiro发光双层结构有机电致发光器件

为了研究简单结构有机电致发光器件的发光性能,采用PEDOT∶PSS作为空穴输运层,Spiro作为电子输运层和发光层,以金属Ba覆盖以金属Al作阴极,制备双层结构有机电致发光器件,得到性能稳定的蓝色发光。测量器件的电流密度-电压特性、发光亮度-电压特性和电致发光谱,计算了器件的外量子效率。结果表明,器件电流以陷阱电荷限制电流为主,最大发光亮度为3544cd/m2,最大外量子效率达2.40%。

聚苯乙炔的伏安特性

聚苯乙炔的伏安特性周淑琴（中国科学院化学研究所北京１０００８０）关键词聚苯乙炔，伏安特性，欧姆电导，空间电荷限制电流，高斯分布陷阱能级，陷阱态密度聚苯乙炔（ＰＰＡ）是一种具有π电子的共轭高分子聚合物，它的光电导特性引起了同行的兴趣［１］．目前高分...

铁酸铋薄膜在小于矫顽电压下的阻变机制

为了研究利用脉冲激光沉积法制备于SrTiO_3衬底上的Au/BiFeO_3/SrRuO_3结构的阻变效应,实验通过测量样品的I-V特性曲线来表征样品的阻态变化.由于BiFeO_3与Au、SrRuO_3功函数的不同在Au/BiFeO_3、BiFeO_3/SrRuO_3两个接触界面形成稳定的肖特基接触,通过改变外部电压控制陷阱能级填充的程度可以改变肖特基势垒高度,从而在施加电压小于矫顽电压时可以形成稳定的高低阻变化,表现出最大可达103高低阻电流比的I-V特性曲线.对I-V特性曲线进行不同导电机制的拟合表明:小于矫顽电压下空间电荷限制电流起到了主导作用,陷阱的填充与脱陷是主要的阻变机制.

共轭聚合物MDMO-PPV的压阻效应研究

本文使用纳米压痕技术测试了聚[2-甲氧基-5-(3′,7′-二甲基辛氧基)-1,4-苯乙炔](MDMO-PPV)的机械性能,发现MDMO-PPV薄膜的杨氏模量与测试时的最大载荷相关.当载荷撤去后,在薄膜上有一个可以通过预压除去的残余形变.预压处理后,薄膜表现出良好的弹性.我们还制备了ITO\MDMO-PPV(80nm)\Al(75nm)结构的压阻器件,测试了在不同压力下的J-V特性曲线.在电压小于1V时,器件的电流传输机制在不同外加压力下均呈现欧姆定律机制;而在电压2~5V范围内,随外加压力增大,电流传输呈现陷阱电荷传输机制(TCLC)和欧姆定律机制共同作用,并逐渐转变为欧姆定律机制.器件在工作电压为1.5V时压阻系数最大,达到3.92×10-2 Pa-1.最后我们对外加压力如何影响器件电流的传输提出了一种可能的机理解释.

HfO2/SrTiO3全氧化物场效应晶体管栅极漏电性质研究

基于等离子轰击和射频磁控溅射技术,制备了HfO2/SrTiO3结构的全氧化物场效应晶体管(FET),并研究了其栅极漏电性质。该全氧化物晶体管的制备工艺均在室温条件下完成,包括Ar+轰击在SrTiO3单晶表面产生的导电沟道,溅射生长非晶HfO2薄膜作为栅极介质层。实验发现溅射工艺中的氧分压对HfO2栅极漏电性质的影响显著。当氧氩分压比从1∶10增加到1∶2时,HfO2栅极的漏电密度明显降低。对变温漏电数据的分析表明,HfO2栅极的漏电以空间电荷限制电流(SCLC)机制为主导。对于低氧分压制备的栅极,其SCLC漏电机制的特征温度(Tt)和缺陷密度(Nt)分别为796 K和5.3×10^18 cm^-3。而氧分压提高后,栅极SCLC漏电的Tt降低为683 K,同时Nt下降为1.2×10^18 cm^-3。Tt的变化表明缺陷在禁带中分布发生变化,引起漏电-电压关系(J-Um)中的指数项m减小,有效地降低了栅极漏电,显著提高了HfO2/SrTiO3场效应晶体管的性能,使其开关比达到104。

有机薄膜器件电流机制的研究

对于有机薄膜器件(包括有机电致发光器件(OLED)和有机场效应晶体管(OTFT)),器件的电流机制直接决定了器件的性能,因此深刻理解其相关机理是十分必要的。虽然对于有机薄膜器件的电学性能研究较早,但是由于器件结构及有机薄膜内部影响机制的复杂性使得不同学者的研究结果很不一致。为此,文章以相同的镁银合金(MgAg)为电极,有机电子传输及发光材料八羟基喹啉铝(Alq3)为有机功能层,深入研究了MgAg/Alq3/MgAg器件的电流机制。测试及拟合结果表明,该器件为单电子器件,器件的电流属陷阱电荷限制电流机制。不同温度下的测试结果表明,随着温度增加器件电流迅速增加,这是因为随温度增加,器件中载流子的浓度和迁移率呈指数上升。

有机电致发光器件的动态电学特性

利用交流阻抗谱技术,研究了有机发光二极管ITO/Alq3(90nm)/Al的载流子传导机理.根据器件对不同频率的响应曲线及其等效电路模型,该器件可看作是由并联的电阻Rp和电容Cp再与电阻Rs串联而成,并根据实验数据求出了Rp,Cp和Rs的数值.实验结果表明器件的载流子传输机理属于指数分布式的陷阱电荷限制电流,其介电弛豫时间随偏压的增加而逐渐减小.

铁酸铋薄膜的阻变效应和导电机制

针对脉冲激光沉积法制备的铁酸铋薄膜展开研究,利用电流–电压(I–V)特性曲线表征样品的阻变现象,对样品施加不同极性、大小的电压,其I–V曲线呈现出不同高低阻值的变化。通过对I–V曲线拟合,发现样品的导电机制符合空间电荷限制电流。结合正向电压下从高阻到低阻的转变,负向电压下从低阻到高阻的转变规律,验证样品的阻变效应符合陷阱能级的填充和脱陷,即陷阱能级的填充程度不同导致电极与铁酸铋界面势垒高度不同从而导致薄膜阻值的变化。

有机发光器件中缺陷态行为表现

对有机发光二极管 (OL ED)的 I- V特性曲线 ,用有内建电场 Ei 的修正 F- N模型 ,或陷阱电荷限制电流 (TCL)模型进行了模拟分析 ,均观察到缺陷态对器件特性的影响。对修正 F- N模型拟合 ,Ei 不是常数而是随电场变化的 ;对满足 TCL 模型的 OL ED器件 ,其 I- V特性呈现类似于无机半导体器件中的“迟滞回线”状 ,而且随测试次数的变化呈现可恢复的变化。这些均说明 OL ED中存在着缺陷态。